От чего зависит энергия световой волны .

 Понятие о квантовой теории строения атома. Атомные спектры. Квантовые числа.

Для начала нам придется разобраться в свойствах волн.

 Обычные волны (например, волны на воде) и электромагнитные волны (например, солнечный свет), имеют некоторые похожие свойства.

Представим плывущее по океанским волнам тяжелое грузовое судно. В настоящем океане по водной поверхности движется одновременно много волн. Мы с вами рассмотрим упрощенный случай: пусть по морю бежит одна-единственная волна с одинаковыми расстояниями между гребнями. Например, такая, как в верхней части рис. 2-10.

Рис. 2-10. Мысленный опыт с океанскими волнами, показывающий связь между длиной (h),

частотой (v)

и энергией (Е) волны.

Чем меньше длина волны (h),

 тем больше частота подъемов на гребень (v)

и энергия волны (E).

Таким образом, энергия волны E = kv,

где k – коэффициент пропорциональности.

Когда гребень волны прокатывается под кораблем, тяжелое судно поднимается вверх. Значит, волна способна совершать работу. Допустим, морская волна в верхней части рис. 2-10 достаточно пологая, а морская волна в нижней части рисунка – более частая, похожая на зыбь. При этом пусть высота волн в обоих случаях будет одинаковой, чтобы одинаковой была и высота подъема судна на волне. Тогда получится, что нижняя волна совершает больше работы: на ее гребнях корабль поднимается в единицу времени чаще.

Чем больше расстояние между гребнями волны, тем меньшее число раз поднимается корабль в единицу времени. Расстояние между гребнями волны называется длиной волны и обозначается греческой буквой h (лямбда). Частота волны – это число подъемов судна на гребень волны в единицу времени, обозначается буквой v (v).

Итак, поднимая корабль вверх, волна совершает работу.

Значит, чем меньше длина волны (или чем больше частота), тем большую энергию несет волна. Энергия волны Е пропорциональна ее частоте: Е = kv, где k – некая константа, которую можно определить экспериментально.

Свет, испускаемый нагретыми телами (например, Солнцем), также представляет собой волновые колебания электрической и магнитной энергии. Чем больше частота такой электромагнитной волны, тем большую энергию она несет.

Волны света с разной энергией оказывают разное влияние на сетчатку глаза. Световые волны высокой частоты воспринимаются нами как фиолетовые. Если постепенно уменьшать частоту (увеличивать длину волны света), то цвет становится сначала синим, потом голубым, зеленым, желтым, оранжевым и, наконец, красным. Красный свет несет меньше всего энергии.

Солнечный свет выглядит белым потому, что в нем смешаны электромагнитные волны всех частот. Если с помощью стеклянной или кварцевой призмы разложить солнечный свет на составляющие его волны, то мы увидим красивую радугу, называемую солнечным спектром (рис. 2-11).

Рис. 2-11. Спектр солнечного излучения, полученный с помощью простейшего спектрометра.

Рис. 2-12. Длины волн и названия некоторых видимых и невидимых областей солнечного спектра.

Левее фиолетовой области находится невидимая глазу ультрафиолетовая область спектра. Еще левее находятся очень коротковолновые рентгеновские лучи и совсем коротковолновые космические лучи, которые несут так много энергии, что опасны для живых организмов.

К красной области примыкает невидимая инфракрасная область спектра, затем следуют микроволновая и радиоволновая области. Эти волны несут меньше энергии, чем видимый и ультрафиолетовый свет.

Длины волн измеряются в метрах (радиоволны), сантиметрах (микроволны) и чаще всего в нанометрах (видимая и ультрафиолетовая области). Нанометр (нм) – миллиардная часть метра (1 нм = 10^-9 м). Видимая человеку область спектра простирается примерно от 400 до 800 нм (рис. 2-12).

 

Нагретые тела испускают свет, потому что это позволяет им избавиться от избытка энергии. Привычный нам дневной свет испускается поверхностью Солнца, разогретой до 6000 ^оС.

НАМАГНИЧИВАНИЕ СВЕТОМ:

 

Один из нас (FE) показал, что мелкие частицы вещества разных химических элементов, но с теми же физическими качествами, облучаемые концентрированным светом, движутся в однородном магнитном поле, некоторые из них к N, некоторые к полюсу S (magnetrode). Следовательно, на каждой из этих облученных частиц должно быть преобладание магнетизма N или S, и они ведут себя как одиночные магнитные полюса (заряды) (ссылка 1). Кроме того, эксперимент привел к заключению (2), что в дополнение к осциллирующим электрическим и магнитным векторам световые пучки должны иметь электрические неподвижные компоненты в направлении нормали волнового фронта и, следовательно, должны существовать постоянные разности электрических потенциалов между различными точками вдоль луча; и что должно быть также стационарное магнитное поле в пучке света с разностями потенциалов. Следовательно, световой пучок должен иметь намагничивающий эффект, и заряд магнита должен быть изменен светом.