Баяндама: Кванттық теорияның шығуы 11сынып

Кванттық теорияның шығуы

Физикада болған ең ұлы төңкерiс ХХ ғасырдың бас кезiне дәл келедi. Тәжiрибеде байқалған жылудың сәуле шығару (қызған дененің электромагниттiк толқындар шығаруы) спектрлерiне энергияның үлестiрiлу заңдылықтарын түсiндiру мүмкiн болмады. Максвеллдiң сан рет тексерiлген электромагнетизм заңдарын заттың қысқа электромагниттiк толқындар шығару проблемасына қолданбақшы болғанда, кенет «қарсылық керсеттi». Бұл заңдардың антеннаның радиотолқындар шығаруын тамаша сипаттауы және өз кезінде электромагниттiк толқындардың барын осы зандар негiзiнде алдын ала айтуы таңқаларлық едi.

Максвеллдiң қызған дене электромагниттiк толқындар шығару салдарынан үнемi энергия жұмсап шығындана отырып, абсолют нөлге дейiн салқындауы тиiс деген электродинамикасы мағынасыз тұжырым жасауға келтiрiлген-дi.

Классикалық теория бойынша зат пен толкын шығару арасында жылулық тепе-теңдiк болуы мүмкiн емес. Алайда күнделiктi тәжiрибеде шындығында мұндай ешнәрсе жоқ екенiн керсетедi. Кызған дене өзiнiң барлық энергиясын электромагниттiк толқын шығаруға жұмсайды.

         Физикада болған ең ұлы революция ХХ ғасырдың бас кезіне келеді. Тәжірибеде байқалған жылулық сәуле шығару спектрлерінде энергияның үлестірілу заңжылықтарын түсіндіру мүмкін болмады. Классикалық теория бойынша зат пен толқын шығару арасында жылулық тепе-теңдік болуы мүмкін емес. Алайда күнделікті тәжірибеде шындығында мұндай ешнәрсе жоқ екенін көрсетеді. Қызған дене өзінің барлық энергиясын электромагниттік толқын шығаруға жұмсамайды.

Теория мен тәжірибе арасындағы осы қарама- қайшылықтан шығудың жолын іздеу барысында неміс физигі Макс Планк атомдар электромагниттік энергияны жеке порциялармен – кванттармен шығарады деп болжаған.

  Әрбір порцияның  Е энергиясы оны шығару жиілігі v-ге

E=hv

Пропорционалдық коэфиценті һ- Планк тұрақтысы деп аталады.

Жарықтың химиялық әсері.

Молекулалардың - кез келген түрленуi — химиялық процесс. Көбiнесе жарықтың  әсерiнен молекула ыдырағанда, тiзбектелген химиялық түрленулер басталады. Күн сәулелерiнiң әсерiнен матаның оңуы және күнге тотығу — бұлар жарыктың химиялық  әсерінің мысалдары.

Ағаштар мен шөптiң жасыл жапырақтарында, қылқан жапырақтылардың қылқандарында, тағы басқа көптеген микроорганизмдерде жарықтың әсерiнен аса маңызды химиялық реакциялар жүредi. Күннің әсерiнен жасыл жапырақтарда Жердегi барлык тiршiлiк үшін қажеттi процестер журедi. Олар бiзге қорек бередi, сондай-ақ бiзге дем алу үшін оттегiн бередi.

Жапырақтар ауадан көмiрқышқыл  газды жұтады  да, оның молекулала- рын құрама  бөлiктерiне: көміртегi мен оттегiне  ыдыратады. Орыс биологы Климент Аркадьевич Тимирязев анықтағандай, бұл хлорофилл молекулаларында күн спектрiнiң қызыл сәулелерiнiң әсерiнен орындалады. Көмiртегi тiзбегiне жерден тамыр арқылы алынатын басқа элементтер атомын  бiрiктiре отырып, өсiмдiктер адам мен жануарлар үшін қореқ — белоктардың, майдың және коміртегінің молекулаларын құрастырады.

Фотосурет

Фотопластинаның сезгiш қабаты желатинге енгiзiлген бромды күмiстiң  майда кристалдарынан тұрады. Кристалдарға жарық кванттары түскенде электрондар бромның кейбiр иондарынан бөлiнiп кетедi. Бұл электрондарды күмiстiң иондары қармап алады да, кристалдарда шағын мөлшерде күмiстің бейтарап атомдары пайда болады. Бiрақ осы процестiң есебiнен бөлiнiп шыққан металл күйдегi күмiстiң мөлшерi аз.

Шындығында, фотопластинаның (немесе фотопленканың) уақыт өтуiне байланысты жарықтан аз да болса қараятынын байқауға болады. Бұл қараю металл күмiстiң пайда болуынан туған. Жарыктың әсерiмен объектiнiң фотопластинада пайда болған кескiнiн жасырын деп айтады.

Пластинаны өңдеудегi бiрiншi операция айқындау болып табылады. Пластина гидрохинонның метолдың  немесе баска заттардың ертiндiсiне батырылады, олардың әсерiнен бромды күмiстiң жеке молекулалары ыдыраған барлық кристалдарынан металл күмiс бөлiнiп шығады. Пластинада объектiнiң негатив кескiнi пайда болады, онда объектiнiң жарық жерлерi караңғы және керiсiнше болады.

Бұдан кейiнгi операция — бекiту — мұнда бромды күмiстiң калған кристалдары ерiтiледi де, жуылады. Осының салдарынан пластина жарық сезгiш болмай калады. Бекiту үшiн пластинаны гипосульфиттiң ерiтiндiсiне батырады. Суға жуған соң негатив дайын болады. Оны фотоқағаздың, яғни жарық сезгiш қабат қапталған кәдiмгi қағаздың үстiне орналастырып, жарықтандырып және жоғарыда көрсетiлгендей, химиялық оңдеу жасаған соң, позитив кескiн шығарып алады. Ендi позитивте жарық және караңғы реңктердiң таралуы дұрыс (айналдырылмаған) болды.