Miért van az üveg átlátszó, mint tudjuk megtalálni a fotonok különböző energiákkal
Mint ismeretes, az összes a testeket molekulákból áll, és molekula - az atomok. Az atomok vannak elhelyezve, nem túl nehéz (a mi, unassumingly leírás ujjain). A központ minden atom magját álló protonok vagy csoportok protonok és a neutronok, körülvéve egy kör forgó elektronok pályája elektronikus / pályák.
Fény is elrendezve egyszerűen. Felejtsd (aki emlékszik) a hullám-részecske kettősség és a Maxwell-egyenletek, hagyja, hogy a fény áramot golyó fotonok repül ki a zseblámpa közvetlenül a szemünkbe.
Most, ha teszünk a zseblámpát, és a szem betonfal - nem fogjuk látni a fényt többé. És ha világítson a falra a mi oldalunkon - éppen ellenkezőleg azt látjuk, mert a fénysugár visszaverődik a beton és a hit a szemünkbe. De konkrét fény nem fog menni.
Logikus azt feltételezni, hogy a golyók fotonok tükröződik és nem mennek át a betonfal, mivel küzd az atomok az anyag, azaz beton. Pontosabban az ütemet elektronok, mert az elektronok spin-olyan gyorsan, hogy a foton nem hatol a lényege elektron pályák, és ugrál, és már elfogadott az elektron által.
Miért van az a fény áthalad az üvegfalon? Túl, a molekulák és atomok belül az üveg, és ha veszünk egy kellően vastag üveg, minden foton előbb vagy utóbb szembe kell néznie néhány közülük, mert a billió atomok minden szem az üveg! A lényeg az, hogy a ütközésének elektronok és fotonok. Vegyük a legegyszerűbb esetben egyetlen elektron körül forog a proton (hidrogén atom), és elképzelhető, hogy ez elektron sharahnulo fotont.
Minden foton energiája az elektron telt el. Azt mondják, hogy a foton elnyelődik egy elektron, és eltűnt. És kapott egy további elektron energia (amely elvégezte a foton), és ez a többlet energia beugrott egy magasabb pályára, és kezdtek repülni távolabb a sejtmagban.
A legtöbb esetben, a magasabb kering kevésbé stabilak, és egy idő után, ez a elektron bocsátanak ki egy fotont, azaz „Engedje meg”, és ő visszatér a kis stabil pályára. A kibocsátott foton repül egy teljesen véletlenszerű módon, akkor veszi át egy másik, szomszédos atom, és az is marad vándorlás az anyagot, miközben nem véletlenül sugárzott háttal, vagy a végén a hőt a betonfal.
És most a móka. Electron pályák nem lehet bárhol a atommag. Minden atom minden elem van egy tisztán determinisztikus és véges sor szintek, vagy kering. Egy elektron nem alig fölé emelkedik vagy csökken egy kicsit alacsonyabb. Ő tud ugrani csak teljesen tiszta a különbség felfelé vagy lefelé, és ahogy ezek a szintek különböző energiákkal, ami azt jelenti, hogy csak egy foton egy határozott és nagyon pontosan meghatározott energia taszíthatja az elektron egy magasabb pályára.
Kiderült, hogy ha repülni három fotonok különböző energiákkal, és csak egy pontosan megegyezik az energia színvonala közötti különbség egy adott atom, de ez a foton „arca” egy atom, a többiek repülni, szó szerint „a atom” mert az elektron nem tudja megmondani, pontosan meghatározott mennyiségű energiát, hogy menjen a következő szintre.
És hogyan lehet megtalálni a fotonok különböző energiákkal?
Úgy tűnik, hogy minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb az energia, akkor a mindenki számára ismert, hanem azért, mert az összes fotonok utazási azonos sebességgel - a fénysebesség!
Lehet, hogy a fényesebb és erősebb fényforrás (például, ha a hadsereg, hogy a reflektorfénybe, hanem egy zseblámpa), annál több energiát fog fotonokat? Nem. Az erős és fényes reflektorfénybe egyszerűen számának növelése saját részvények fotonok, de az energia minden egyes foton pontosan ugyanaz, mint azok, amelyek által kibocsátott egy halott zseblámpa.
És itt meg kell mindig emlékszem, hogy a fény nem csak az áramlás gyöngyök részecskék, hanem egy hullám. Egyéb fotonok különböző hullámhosszú különböző, azaz változtatásával a lengések saját frekvenciája. És minél nagyobb a frekvencia oszcilláció, annál erősebb energiájú foton díj viseli.
Az alacsony frekvenciájú fotonok (infravörös fény vagy rádióhullám) kis teljesítményű, magas frekvenciájú (ultraviola fény vagy röntgen) - sokat. A látható fény - valahol a közepén. Itt rejlik a kulcs átláthatóságát üveg! Minden az atomok az üveg elektronok vannak kering, hogy az átmenetet egy magasabb energia szükséges egy push, ami nem elég látható fény fotonok. Ezért, akkor átmegy az üvegen, szinte anélkül, hogy az zavarná a atomok.
De ultraibolya fotonok - elég egy medve a szükséges energiát az átmenet az elektronok pályája a pályára, így a ultraibolya fény közönséges ablaküveg - teljesen fekete és átláthatatlan.
És érdekes módon. Túl sok energiát - túl rossz. fotonenergia pontosan meg kell egyezni az átmenet energia pályája között, ami minden olyan anyag átlátszó bizonyos hosszúságú (és frekvenciák) az elektromágneses hullámok és átlátható, hogy mások, mert az összes anyag áll atomok és azok különböző konfigurációkat.
Például, beton transzparens rádióhullámok, és az infravörös sugárzást átlátszatlan a látható fény és az ultraibolya fény, nem átlátszó X-sugarak is, de ismét átlátszó (bizonyos mértékig) a gamma-sugárzás.
Ezért helyes azt mondani, hogy az üveg átlátszó a látható fény. És a rádióhullámok. És gamma sugárzás. De átlátszatlan az ultraibolya fény. És szinte átlátszó az infravörös fényt.
És ha arra gondolunk, hogy a látható fény is, nem minden fehér, és áll a különböző hullámhosszú (azaz, színek) hullámok piros sötétkék, akkor körülbelül világos, hogy miért tárgyak különböző színek és árnyalatok, miért vörös rózsa és ibolya - kék.
Miért átlátszó gázok és szilárd anyagok nem?
Hőmérséklet kritikus szerepet játszik abban, hogy az anyag szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú. Normál nyomáson a felszínen hőmérsékleten 0 Celsius fok, és a víz alatt - szilárd anyag formájában. Közötti hőmérsékleten, 0 és 100 ° C hőmérsékleten hőkezeljük a víz - folyadék. Ha a hőmérséklet meghaladja a 100 ° C hőmérsékleten hőkezeljük a víz - gáz. A gőz a serpenyőben terjed konyha minden irányban egyenletesen. A fentiek alapján azt feltételezzük, hogy látható, és ez nem lehetséges, a szilárd át a gázt. De néhány szilárd anyag, például, mint az üveg, olyan tiszta, mint a levegő. Hogy van ez? A legtöbb szilárd elnyeli beeső fényt rájuk. Része az elnyelt fényenergia fűtésére használják fel a szervezetben. A legtöbb ráeső fény. Ezért látunk egy szilárd test, de nem látjuk rajta.
Az anyag úgy néz ki, átlátszó, amikor fénykvantumokat (fotonok) átmegy rajta anélkül, hogy felszívódik. De eltérő energiájú fotonok, és egyes kémiai vegyületek elnyeli csak azok a fotonok, amelyek az energia megfelelő neki. A látható fény - pirosról lila - beszámoló egy nagyon kis tartományban fotonenergiák. És csak ebben a tartományban nem „érdekelt” a szilícium-dioxid, a fő összetevője az üveg. Ezért, a látható fény fotonok szinte szabadon áthaladnak az üveg.
A kérdés nem az, hogy miért az üveg átlátszó, és miért nem átlátható más tárgyak. Minden az ügyet az energia szintek, amelyek elektronok az atom. Akkor be őket a különböző sorokban a stadionban. Egy elektron van egy határozott helyet az egyik sort. Azonban, ha van elég energia, akkor ugrik egy másik számot. Egyes esetekben a felszívódás egy foton halad át az atom csak biztosítja a szükséges energiát. De akkor gubanc. Átvitele egy elektront több szám, a foton kell egy jól meghatározott mennyiségű energiát, különben nem fog repülni múlt. Mi történik a pohár. Sorok olyan távol egymástól, hogy a látható fény foton energia csak annyi, hogy mozog az elektronok között.
És az ultraibolya foton energiája spektrum elég, így felszívódnak, és ott lehet, nem számít, milyen keményen megpróbálja, bujkál az üveg mögött izzik. A század óta eltelt kézhezvételét üveg, az emberek tudják értékelni az egyedülálló tulajdonsága, hogy szilárd és átlátható. Az ablakok, hogy hagyja a nappal, és véd az elemeket, az eszközökre, amelyek lehetővé teszik, hogy messzire űrbe, vagy megfigyelni a mikroszkopikus világban.
Megfosztaná a modern üveg civilizáció, és mi marad belőle? Furcsa, mi ritkán gondolunk, hogy milyen fontos. Talán ez azért történik, mert, hogy átlátszó, üveg láthatatlan marad, és elfelejtjük, hogy van.
Hivatkozások források