teoria Cuantică ne spune că atât lumina, cât și materia se compune din particule mici care au wavelike proprietăți asociate cu ele. Lumina este compusă din particule numite fotoni, iar materia este compusă din particule numite electroni, protoni, neutroni. Doar atunci când masa unei particule devine suficient de mică, proprietățile sale de undă apar.pentru a înțelege toate acestea, să ne uităm la modul în care lumina se comportă ca o undă și ca o particulă.,în anii 1600 Christiaan Huygens, un fizician olandez, a arătat că lumina se comportă ca un val.un comportament al undelor este difracția
deoarece lățimea fantei devine mai mare decât lungimea de undă, valul este difractat mai puțin.,un alt comportament al undelor este interferența
James Clerk Maxwell a arătat în anii 1800 că lumina este o undă electromagnetică care călătorește prin spațiu cu viteza luminii. Frecvența de lumină este legată de lungimea de undă în funcție de
Să ne uităm la un exemplu de calcul.
strălucirea albastră emisă de lămpile stradale mercury are o lungime de undă de λ = 436nm. Care este frecvența sa?,
unitatea s-1 este atât de comună atunci când vorbim despre valuri încât i s-a dat numele Hertz. Adică 1 s-1 = 1 Hz. Astfel, am spune că lumina cu o lungime de undă de 436 nm corespunde unei frecvențe de 6, 88 × 1014 Hertz.
regiunea de la λ ≈ 400-750 nm este vizibilă pentru ochiul uman și, prin urmare, se numește regiunea vizibilă a radiației electromagnetice. După cum am văzut în exemplul de mai sus, lumina albastră este aproape de limita de înaltă frecvență a ochilor noștri., Lumina roșie, cu lungimi de undă apropiate de 750 nm, se află la limita de frecvență joasă a ochilor noștri. Lumina care conține toate frecvențele din regiunea vizibilă va apărea ca lumină albă.mai general, diferitele regiuni ale spectrului electromagnetic primesc nume diferite. Mai jos sunt numele date diferitelor regiuni (intervale de frecvență) ale luminii în funcție de intervalul lor de frecvență.
de Particule-Cum ar fi Comportamentul de Lumină
În acest moment ați putea crede că este destul de evident că lumina se comportă ca o undă., Deci, de unde știm că lumina este într-adevăr compusă din particule numite fotoni? Sprijinul pentru această idee provine dintr-un experiment numit efect fotoelectric.
o caracteristică importantă a acestui experiment este că electronul este emis din metal cu o energie cinetică specifică (adică o viteză specifică).acum, oricine este familiarizat cu comportamentul valurilor știe că energia asociată cu un val este legată de amplitudinea sau intensitatea sa., De exemplu, la ocean cu cât valul este mai mare, cu atât este mai mare energia asociată valului. Nu valurile mici te bat, ci valurile mari! Deci, toți cei care au crezut că lumina este doar un val au fost într-adevăr confuzi când intensitatea luminii a crescut (lumină mai strălucitoare) și energia cinetică a electronului emis nu s-a schimbat. Ceea ce se întâmplă este că, pe măsură ce faceți lumina mai strălucitoare, sunt emise mai mulți electroni, dar toți au aceeași energie cinetică.ei bine, ei au crezut că energia cinetică a electronului emis trebuie să depindă de ceva., Deci au variat frecvența luminii și aceasta a schimbat energia cinetică a electronului emis.
cu toate Acestea, există o critică de frecvență pentru fiecare metal, ν0, sub care nu electronii sunt emiși. Acest lucru ne spune că energia cinetică este egală cu frecvența luminii ori o constantă (adică, panta liniei). Constantă se numește Constanta lui Planck și este dat simbolul h.
h = 6.63 × 10-34 J · s ← Constanta lui Planck
Acum putem scrie o ecuație cinetică energia emisă de electroni.,
acest rezultat nu este în concordanță cu imaginea luminii ca undă. O explicație care este în concordanță cu această imagine este că lumina vine în pachete discrete, numite fotoni, și fiecare foton trebuie să aibă suficientă energie pentru a scoate un singur electron. În caz contrar, nu se întâmplă nimic. Deci, energia unui singur foton este:
Ephoton = h ν
când acest lucru a fost înțeles pentru prima dată, a fost un rezultat foarte uimitor. Albert Einstein a explicat pentru prima datăefectul fotoelectric și a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru această lucrare.,deci, în rezumat-lumina este o particulă cu un comportament asemănător undelor.
temele de la Chemisty, știința Centrală, 10th Ed.
6.5, 6.8, 6.9, 6.11, 6.13, 6.15, 6.17, 6.19, 6.21, 6.23, 6.25, 6.27, 6.29