ما هي نظرية الكم في بلانك. فرضية بلانك الكمومية. انظر ما هي "فرضية بلانك" في القواميس الأخرى

عامل الكفاءة بمساعدة العديد من الآلات ، يمكنك جعل مصادر الطاقة تقوم بأعمال مختلفة - رفع الأحمال ، وتحريك الآلات ، ونقل البضائع والأشخاص. يمكنك حساب كمية الطاقة المستثمرة في الماكينة والقيمة المتلقاة منها

قانون بلانك يوصف الموقف النظري على النحو التالي. عندما زار X. Rubens وزوجته Planck يوم الأحد ، 7 أكتوبر 1900 ، أخبر Planck عن القياسات بأطوال موجية تصل إلى 50 ميكرون ، والتي أجراها مع F. Kurlbaum في معهد برلين. هؤلاء

التعرف على فرضية بوهر قد نسأل كيف ظهرت نظرية بور. رذرفورد ، الذي أرسل بور مخطوطته للنشر ، قدمها إلى المجلة الفلسفية الإنجليزية المرموقة. اقترح أنه دعمها ، على الرغم من أن بور

ألفا وبيتا وجامو و "الأزمة الجديدة لنظرية الكم" تفككت فرقة الجاز بشكل أساسي في عام 1928 عندما ركض قطة سوداء بين اثنين من الفرسان وذهب الثالث - جورجي جامو - إلى أوروبا. التحق بالجامعة قبل أصدقائه وتخرج منها في وقت سابق وذهب إليها

الفصل الثاني مبدأ تشغيل القنابل النووية بعد أن تذكرنا بعض المعلومات العامة من مجال الفيزياء النووية ، يمكننا المضي قدمًا في عرض مبدأ تشغيل القنابل النووية ، حيث تنقسم جميع القنابل النووية إلى مجموعتين كبيرتين: القنابل على أساس تفاعل الانشطار ، ويطلق عليه أحيانًا

ثانيًا. الحماية من الآثار الضارة للقنابل النووية 1. الحماية من الإشعاع الخفيف ، والحماية الأكثر موثوقية ضد الإشعاع الضوئي هي عدم مفاجأة وميض. لقد قلنا بالفعل أن إشعاع الضوء ينتشر في خط مستقيم و

الفصل 19 آخر عمل أساسي ملحق بعد المحاضرة عندما كنت في المدرسة ، اتصل بي مدرس الفيزياء ، المسمى بدر ، مرة بعد الفصل وقال ، "يبدو أنك سئمت بشدة من كل شيء. استمع إلى شيء مثير للاهتمام

الجزء الأول الكم باختصار ، ما فعلته لا يمكن وصفه إلا بأنه فعل يأس. ماكس بلانك كان هناك شعور بأن الأرض كانت تنزلق من تحت قدمي ، ولم يكن هناك مكان لأرى ما يمكنني الاعتماد عليه ، والذي يمكنني الاعتماد عليه يمكن أن يبني شيئا. ألبرت أينشتاين

الفيزياء هي أكثر العلوم غموضًا. تمنحنا الفيزياء فهمًا للعالم من حولنا. قوانين الفيزياء مطلقة وتنطبق على الجميع دون استثناء ، بغض النظر عن الشخص والوضع الاجتماعي.

هذه المقالة مخصصة للأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 18 عامًا.

هل عمرك فوق 18 بالفعل؟

الاكتشافات الأساسية في فيزياء الكم

إسحاق نيوتن ونيكولا تيسلا وألبرت أينشتاين وغيرهم كثيرون هم المرشدين العظماء للبشرية في عالم الفيزياء الرائع ، الذين كشفوا للبشرية ، مثل الأنبياء ، أعظم أسرار الكون والقدرة على التحكم في الظواهر الفيزيائية. تقطع رؤوسهم اللامعة في ظلام جهل الأغلبية غير المعقولة ، ومثل النجم الهادي ، أظهروا الطريق للبشرية في ظلام الليل. كان ماكس بلانك ، أحد هؤلاء الموصلات في عالم الفيزياء ، والد فيزياء الكم.

ماكس بلانك ليس فقط مؤسس فيزياء الكم ، ولكنه أيضًا مؤلف نظرية الكم المشهورة عالميًا. تعتبر نظرية الكم أهم عنصر في فيزياء الكم. بعبارات بسيطة ، تصف هذه النظرية حركة الجسيمات الدقيقة وسلوكها وتفاعلها. جلب لنا مؤسس فيزياء الكم أيضًا العديد من الأعمال العلمية الأخرى التي أصبحت حجر الزاوية في الفيزياء الحديثة:

• نظرية الإشعاع الحراري
• نظرية النسبية الخاصة.
• البحث في مجال الديناميكا الحرارية.
• البحث في مجال البصريات.

أصبحت نظرية فيزياء الكم حول سلوك وتفاعل الجسيمات الدقيقة أساسًا لفيزياء المادة المكثفة وفيزياء الجسيمات الأولية وفيزياء الطاقة العالية. تشرح لنا نظرية الكم جوهر العديد من ظواهر عالمنا - من عمل أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية إلى بنية وسلوك الأجرام السماوية. سمح لنا ماكس بلانك ، مبتكر هذه النظرية ، بفضل اكتشافه ، بفهم الجوهر الحقيقي للعديد من الأشياء على مستوى الجسيمات الأولية. لكن إنشاء هذه النظرية بعيد كل البعد عن الميزة الوحيدة للعالم. كان أول من اكتشف القانون الأساسي للكون - قانون الحفاظ على الطاقة. من الصعب المبالغة في تقدير مساهمة ماكس بلانك في العلم. باختصار ، اكتشافاته لا تقدر بثمن في الفيزياء والكيمياء والتاريخ والمنهجية والفلسفة.

نظرية المجال الكمومي

باختصار ، نظرية المجال الكمومي هي نظرية لوصف الجسيمات الدقيقة ، وكذلك سلوكها في الفضاء ، والتفاعل مع بعضها البعض والتحولات المتبادلة. تدرس هذه النظرية سلوك الأنظمة الكمومية ضمن ما يسمى بدرجات الحرية. هذا الاسم الجميل والرومانسي لا يقول شيئًا للكثيرين منا. بالنسبة للدمى ، درجات الحرية هي عدد الإحداثيات المستقلة اللازمة للإشارة إلى حركة نظام ميكانيكي. بعبارات بسيطة ، درجات الحرية هي خصائص الحركة. اكتشف ستيفن واينبرغ اكتشافات مثيرة للاهتمام في مجال تفاعل الجسيمات الأولية. اكتشف ما يسمى بالتيار المحايد - مبدأ التفاعل بين الكواركات واللبتونات ، والذي حصل من أجله على جائزة نوبل في عام 1979.

نظرية الكم لماكس بلانك

في التسعينيات من القرن الثامن عشر ، تولى الفيزيائي الألماني ماكس بلانك دراسة الإشعاع الحراري وتلقى في النهاية صيغة لتوزيع الطاقة. شكلت فرضية الكم ، التي ولدت في سياق هذه الدراسات ، بداية فيزياء الكم ، وكذلك نظرية المجال الكمومي ، التي اكتشفت في عام 1900. نظرية بلانك الكمومية هي أنه أثناء الإشعاع الحراري ، يتم إصدار الطاقة المنتجة وامتصاصها ليس باستمرار ، ولكن بشكل عرضي ، كميًا. أصبح عام 1900 ، بفضل هذا الاكتشاف الذي قام به ماكس بلانك ، عام ميلاد ميكانيكا الكم. وتجدر الإشارة أيضًا إلى صيغة بلانك. باختصار ، جوهرها كما يلي - يعتمد على نسبة درجة حرارة الجسم وإشعاعها.

نظرية ميكانيكا الكم لبنية الذرة

تعتبر نظرية ميكانيكا الكم لبنية الذرة إحدى النظريات الأساسية للمفاهيم في فيزياء الكم ، وفي الفيزياء بشكل عام. تسمح لنا هذه النظرية بفهم بنية كل شيء مادي وتفتح حجاب السرية على ما تتكون منه الأشياء بالفعل. والاستنتاجات المبنية على هذه النظرية غير متوقعة على الإطلاق. تأمل في بنية الذرة باختصار. إذن ما هي الذرة حقًا؟ تتكون الذرة من نواة وسحابة من الإلكترونات. يحتوي أساس الذرة ، نواتها ، على كتلة الذرة بأكملها تقريبًا - أكثر من 99 بالمائة. تحتوي النواة دائمًا على شحنة موجبة ، وتحدد العنصر الكيميائي الذي تشكل الذرة جزءًا منه. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام في نواة الذرة هو أنها تحتوي على كتلة الذرة بأكملها تقريبًا ، ولكنها في نفس الوقت تحتل فقط واحدًا من عشرة آلاف من حجمها. ماذا يتبع من هذا؟ والاستنتاج غير متوقع للغاية. هذا يعني أن المادة الكثيفة في الذرة تساوي واحدًا من عشرة آلاف فقط. وماذا عن كل شيء آخر؟ كل شيء آخر في الذرة هو سحابة إلكترونية.

سحابة الإلكترون ليست دائمة ، بل إنها في الواقع ليست مادة مادية. سحابة الإلكترون هي مجرد احتمال ظهور الإلكترونات في الذرة. أي أن النواة تحتل فقط واحدًا من عشرة آلاف في الذرة ، وكل شيء آخر هو فراغ. وإذا أخذنا في الحسبان أن جميع الأشياء من حولنا ، من جزيئات الغبار إلى الأجرام السماوية والكواكب والنجوم ، مصنوعة من الذرات ، فقد اتضح أن كل مادة هي في الواقع أكثر من 99٪ من الفراغ. تبدو هذه النظرية غير قابلة للتصديق تمامًا ، ومؤلفها ، على الأقل ، شخص موهوم ، لأن الأشياء الموجودة حولها لها ثبات قوي ، ولها وزن ويمكن الشعور بها. كيف يمكن أن تتكون من الفراغ؟ هل تسلل خطأ إلى نظرية بنية المادة هذه؟ لكن لا يوجد خطأ هنا.

تظهر كل الأشياء المادية كثيفة فقط بسبب التفاعل بين الذرات. الأشياء لها اتساق صلب وكثيف فقط بسبب التجاذب أو التنافر بين الذرات. هذا يضمن كثافة وصلابة الشبكة البلورية للمواد الكيميائية ، والتي تتكون منها كل المواد. لكن ، نقطة مثيرة للاهتمام ، على سبيل المثال ، عندما تتغير ظروف درجة حرارة البيئة ، يمكن أن تضعف الروابط بين الذرات ، أي جاذبيتها وتنافرها ، مما يؤدي إلى إضعاف الشبكة البلورية وحتى تدميرها. هذا يفسر التغيير في الخصائص الفيزيائية للمواد عند تسخينها. على سبيل المثال ، عند تسخين الحديد ، يصبح سائلاً ويمكن تشكيله بأي شكل. وعندما يذوب الجليد ، يؤدي تدمير الشبكة البلورية إلى تغيير في حالة المادة ، وتتحول من مادة صلبة إلى سائلة. هذه أمثلة واضحة على ضعف الروابط بين الذرات ، ونتيجة لذلك ، إضعاف أو تدمير الشبكة البلورية ، والسماح للمادة بأن تصبح غير متبلورة. والسبب في مثل هذه التحولات الغامضة هو بالتحديد أن المواد تتكون من مادة كثيفة بنسبة واحد على عشرة آلاف ، وكل شيء آخر هو فراغ.

وتبدو المواد صلبة فقط بسبب الروابط القوية بين الذرات ، مع إضعافها ، تتغير المادة. وهكذا ، تسمح لنا النظرية الكمومية لبنية الذرة بإلقاء نظرة مختلفة تمامًا على العالم من حولنا.

طرح مؤسس نظرية الذرة ، نيلز بور ، مفهومًا مثيرًا للاهتمام مفاده أن الإلكترونات في الذرة لا تشع الطاقة باستمرار ، ولكن فقط في لحظة الانتقال بين مسارات حركتها. ساعدت نظرية بوهر في تفسير العديد من العمليات داخل الذرة ، وحققت أيضًا تقدمًا في علم الكيمياء ، موضحًا حدود الجدول الذي أنشأه منديليف. حسب ، العنصر الأخير الذي يمكن أن يوجد في الزمان والمكان له الرقم التسلسلي مائة وسبعة وثلاثون ، والعناصر التي تبدأ من مائة وثامن وثلاثين لا يمكن أن توجد ، لأن وجودها يتعارض مع نظرية النسبية. كما أوضحت نظرية بوهر طبيعة ظاهرة فيزيائية مثل الأطياف الذرية.

هذه هي أطياف التفاعل للذرات الحرة التي تنشأ عندما تنبعث الطاقة بينها. هذه الظواهر نموذجية للمواد الغازية والبخارية والمواد في حالة البلازما. وهكذا ، أحدثت نظرية الكم ثورة في عالم الفيزياء وسمحت للعلماء بالتقدم ليس فقط في مجال هذا العلم ، ولكن أيضًا في مجال العديد من العلوم ذات الصلة: الكيمياء والديناميكا الحرارية والبصريات والفلسفة. وكذلك سمحت للإنسانية باختراق أسرار طبيعة الأشياء.

لا يزال هناك الكثير الذي يتعين على الإنسانية القيام به في وعيها من أجل إدراك طبيعة الذرات ، لفهم مبادئ سلوكها وتفاعلها. بعد أن فهمنا هذا ، سنتمكن من فهم طبيعة العالم من حولنا ، لأن كل ما يحيط بنا ، بدءًا من جزيئات الغبار وانتهاءً بالشمس نفسها ، ونحن أنفسنا - كل شيء يتكون من ذرات ، طبيعتها غامضة ومدهشة ومليئة بالكثير من الأسرار.

في الفيزياء ، لا تتم ملاحظة كل الظواهر والأشياء بشكل مباشر. على سبيل المثال ، مجال كهربائي. ما نلاحظه هو تفاعل الأجسام ، ومن خلال تفاعل الأجسام نحكم على الشحنة الكهربائية ، المجال الكهربائي الذي يتكون حولها. إذا لم نتمكن من ملاحظة شيء ما بشكل مباشر ، فيمكننا الحكم عليه من خلال مظاهره.

كما أننا لا نرى شعاعًا من الضوء حتى يصطدم به شيء: ذرة ، دخان ، جدار (انظر الشكل 1).

أرز. 1. ميدج في مسار شعاع من الضوء

قارن كيف ترى ضوء الشمس في غرفة بهواء نقي - فقط في شكل أشعة الشمس على الأرض والأثاث (انظر الشكل 2) (حقيقة أن جزيئات الهواء تصادف في مسار الشعاع يصعب ملاحظتها مع العراة العين) ، وفي غرفة مغبرة - في شكل أشعة صريحة (انظر الشكل 3).

أرز. 2. ضوء في غرفة نظيفة

أرز. 3. ضوء في غرفة مغبرة

عند دراسة الضوء من خلال تفاعله مع المادة ، تم اكتشاف خاصية مثيرة للاهتمام للغاية: يتم إصدار الطاقة الضوئية وامتصاصها في أجزاء تسمى الكميات. غير عادي أن تسمع؟ لكن في الطبيعة ، هذه الخاصية ليست نادرة جدًا ، حتى أننا لا نلاحظها. هذا ما سنتحدث عنه اليوم.

هناك أشياء يمكننا عدها على شكل قطع ، مثل الأصابع على اليد ، والأقلام على الطاولة ، والسيارات ... هناك سيارة واحدة ، ولكن هناك اثنان ، لا يمكن أن يكون هناك متوسط ​​، نصف السيارة هي بالفعل كومة من قطع الغيار القطع. الآن ، أقلام الرصاص ، السيارات ، كل الأشياء المنفصلة والتي يمكننا الاعتماد عليها منفصلة. على عكسهم ، حاول عد الماء: واحد ، اثنان ... الماء مستمر ، ويمكن سكبه في مجرى ، والذي يمكن دائمًا مقاطعته (انظر الشكل 4).

أرز. 4. الماء مستمر

هل السكر مستمر؟ للوهلة الأولى ، نعم. يمكن تناوله ، مثل الماء ، بالملعقة بقدر ما تريد. ماذا لو نظرت عن قرب؟ يتكون السكر من حبيبات الرمل التي يمكننا عدها (انظر الشكل 5).

أرز. 5. بلورات السكر

اتضح أنه إذا كان هناك الكثير من السكر في وعاء السكر وأخذناه من هناك بملعقة ، فإننا لا نهتم بالبلورات الفردية ونعتبرها مستمرة. لكن بالنسبة للنملة التي تحمل بلورة أو بلورتين ، وبالنسبة لنا ، عند مشاهدتها من خلال عدسة مكبرة ، يكون السكر منفصلاً. يعتمد اختيار النموذج على المشكلة التي يتم حلها. أنت تفهم جيدًا ما هي السرية والاستمرارية عند شراء بعض المنتجات بالقطعة ، والبعض الآخر بالوزن.

إذا نظرت عن كثب ، يمكنك أيضًا اعتبار الماء منفصلاً: لفترة طويلة لن تفاجئ أي شخص بحقيقة أن المواد تتكون من ذرات وجزيئات فردية. ومن المستحيل أيضًا تناول نصف جزيء من الماء (انظر الشكل 6).

أرز. 6. منظر قريب من الماء

نحن نعرف الشيء نفسه عن الشحنة الكهربائية: لا يمكن لشحنة الجسم إلا أن تأخذ قيمًا مضاعفة لشحنة الإلكترون أو البروتون ، لأنها حاملات شحنة أولية (انظر الشكل 7).

أرز. 7. ناقلات الشحنة الأولية

كل شيء مستمر في مستوى معين من الدراسة يصبح منفصلاً ، والسؤال الوحيد هو في أي مستوى.

أمثلة على التكتم في الطبيعة

انظر إلى تنوع الأنواع في العالم الحي: يوجد فرس النهر بعنق قصير وهناك زرافة طويلة. ولكن لا توجد العديد من الأشكال الوسيطة التي يمكن للمرء أن يجد من بينها حيوانًا بأي طول رقبة. من الواضح أن هناك حيوانات أخرى لها أعناق مختلفة ، لكن طول العنق علامة واحدة فقط. إذا أخذنا مجموعة من الميزات ، فكل نوع له مجموعته الخاصة ، ومرة ​​أخرى لا توجد مجموعة من الأشكال الوسيطة بكل الميزات الوسيطة (انظر الشكل 8).

أرز. 8. مجموعة من علامات الحيوانات

الحيوانات ، مثل النباتات ، تأتي في أنواع منفصلة ومتميزة. الكلمة الأساسية هي الفرد ، أي أن الحياة البرية في تنوع أنواعها منفصلة.

الوراثة أيضًا منفصلة: تنتقل السمات عن طريق الجينات ، ولا يمكن أن يكون هناك نصف جين: إما أن يكون موجودًا أو لا يوجد. بالطبع ، هناك العديد من الجينات ، لذا فإن السمات التي يرمزون إليها تبدو مستمرة ، مثل السكر في كيس كبير. لا نرى أشخاصًا في شكل مُنشئين مجمعين من مجموعة من القوالب: واحد من ثلاثة ألوان قياسية للشعر ، وواحد من خمسة ألوان للعين (انظر الشكل 9).

أرز. 9. لا يتم تجميع الشخص كمنشئ من مجموعة من الميزات.

بالإضافة إلى ذلك ، يتأثر الجسم ، بالإضافة إلى الوراثة ، بالظروف البيئية.

يظهر التحفظ أيضًا في ترددات الرنين: اصطدم برفق بزجاج واقف على الطاولة. سوف تسمع رنينًا: صوت معين - رنان لهذا الزجاج - التردد. إذا كانت الضربة قوية بما فيه الكفاية وكان الزجاج يتأرجح ، فسوف يتأرجح أيضًا بتردد معين (انظر الشكل 10).

أرز. 10. ضربة قوية على الزجاج

إذا كان مع الماء ، ستسير الدوائر على طوله ، وسوف يتأرجح سطح الماء بتردد رنين لهذا الماء في كوب (انظر الشكل 11).

أرز. 11. ملء كأس من الماء

في هذا النظام ، في مثالنا ، كان كوبًا من الماء ، ولا تحدث التذبذبات بأي تردد ، ولكن فقط في ترددات معينة - مرة أخرى على التفرد.

حتى الماء ، بينما يتدفق من الصنبور بقطر ، فإننا نعتبره مستمرًا ، وعندما يبدأ بالتنقيط - منفصل. نعم ، لا نعتقد أن القطرات غير قابلة للتجزئة ، مثل الجزيئات ، لكننا نعتبرها كل على حدة ، لا نتحدث عن معدل تدفق المياه ، على سبيل المثال ، 2 مل في الثانية ، إذا سقطت قطرة واحدة ، على سبيل المثال ، في 5 ثوان . أي أننا نطبق نموذجًا للمياه يتكون من قطرات.

قبل ذلك ، تمت ملاحظة التكتم أو التكميم في المادة. كان ماكس بلانك أول من أشار إلى أن للطاقة أيضًا هذه الخاصية. اقترح بلانك أن طاقة الضوء منفصلة ، وأن جزءًا واحدًا من الطاقة يتناسب مع تردد الضوء. لقد فعل ذلك عند حل مشكلة الإشعاع الحراري. ليس لدينا ما يكفي من المعرفة لفهم هذه المشكلة ، لكن بلانك حلها ، والأهم من ذلك ، تم تأكيد افتراضه تجريبياً.

فرضية بلانك هي كما يلي: طاقة الجزيئات والذرات المهتزة لا تأخذ أي شيء ، ولكن فقط قيم معينة معينة. هذا يعني أنه أثناء الإشعاع ، تتغير طاقة الجزيئات والذرات المشعة في القفزات. وفقًا لذلك ، لا ينبعث الضوء بشكل مستمر ، ولكن في بعض الأجزاء التي أطلق عليها بلانك كوانتا(انظر الشكل 12).

أرز. 12. الكميات الخفيفة

تم إثبات فرضية بلانك من خلال اكتشاف وشرح التأثير الكهروضوئي: هذه هي ظاهرة انبعاث الإلكترونات بواسطة مادة تحت تأثير الضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي. يحدث هذا على النحو التالي: يتم نقل طاقة كمية واحدة إلى إلكترون واحد (انظر الشكل 13).

أرز. 13. تنتقل الطاقة الكمومية إلى إلكترون واحد

يذهب لتمزيق الإلكترون من المادة ، وتذهب الطاقة المتبقية لتسريع الإلكترون ، وتذهب إلى طاقته الحركية. وهذا ما لاحظوه: كلما زاد تردد الضوء ، زادت تسارع الإلكترونات. هذا يعني أن طاقة كم إشعاع واحد تتناسب مع تردد الإشعاع. وافق بلانك:

حيث E هي الطاقة الكمومية للإشعاع بالجول ، ν هو تردد الإشعاع بالهرتز. يتم الحصول عليها عن طريق مطابقة البيانات التجريبية مع النظرية ، معامل التناسب يساوي ، كان اسمه ثابت بلانك.

من المدهش أن نقول: "يُظهر الضوء خصائص تيار من الجسيمات" ، ونربط طاقة هذه الجسيمات بالتردد - وهي سمة من سمات الموجة ، وليس الجسيم. أي أننا لا نقول إن الضوء هو تيار من الجسيمات ، نحن ببساطة نطبق النموذج ، إذا كان سيساعدنا فقط على وصف الظاهرة.

التأثير الكهروضوئي. معادلة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي

أصبحت ظاهرة التأثير الكهروضوئي تأكيدًا لفرضية الكم ، وهنا يعمل النموذج الكمومي جيدًا.

ليس من الواضح كيف يمكن للموجة أن تطرد إلكترونًا من المادة. والأكثر من ذلك أنه ليس من الواضح لماذا يتسبب الإشعاع بتردد واحد في إعاقة إلكترون ، وبتردد آخر - لا. وكيف يتم توزيع الطاقة الإشعاعية بين الإلكترونات: هل ينقل الإشعاع طاقة أكثر إلى إلكترون واحد أو طاقة أقل إلى إلكترونين؟

باستخدام النموذج الكمي ، يمكننا بسهولة فهم كل شيء: يمكن للكم الذي يمتص من الطاقة الضوئية (الفوتون) أن يسحب إلكترونًا ضوئيًا واحدًا فقط من مادة ما (انظر الشكل 14).

أرز. 14. أحد الفوتون يقرع إلكترونًا ضوئيًا واحدًا

إذا كان مقدار من الطاقة الضوئية غير كافٍ لهذا ، فإن الإلكترون لا يخرج ، ولكنه يبقى في المادة (انظر الشكل 15).

أرز. 15. يبقى الإلكترون في المادة

تنتقل الطاقة الزائدة إلى الإلكترون على شكل الطاقة الحركية لحركته بعد ترك المادة. وكم عدد هذه الكميات ، ستتأثر العديد من الإلكترونات بها.

سيكون لدينا درس منفصل عن التأثير الكهروضوئي ، وبعد ذلك سنتحدث عنه بمزيد من التفصيل ، لكننا الآن سوف نفهم معادلة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي (انظر الشكل 16).

أرز. 16. ظاهرة التأثير الكهروضوئي

إنه يعكس ما قلناه ، ويبدو كالتالي:

هي وظيفة العملهو الحد الأدنى من الطاقة التي يجب أن ينقلها الإلكترون حتى يترك المعدن. هذه سمة من سمات المعدن وحالة سطحه.

يتم إنفاق كمية من الطاقة الضوئية على القيام بوظيفة العمل وعلى توصيل الطاقة الحركية للإلكترون.

تم استخدام التأثير الكهروضوئي والمعادلة التي تصفه لاشتقاق واختبار القيمة التي حصل عليها بلانك. انظر الموضوع التالي لمزيد من المعلومات حول هذا.

التحديد التجريبي لثابت بلانك

باستخدام معادلة أينشتاين ، يمكنك تحديد ثابت بلانك ، لذلك تحتاج إلى تحديد تردد الضوء بشكل تجريبي ، ودالة العمل أ ، والطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية. تم ذلك ، وتم الحصول على قيمة تتزامن مع تلك التي وجدها بلانك نظريًا عند دراسة ظاهرة مختلفة تمامًا - الإشعاع الحراري.

في الفيزياء ، غالبًا ما نصادف الثوابت (على سبيل المثال ، رقم Avogadro ، نقطة غليان الماء ، ثابت الغاز العام ، إلخ). مثل هذه الثوابت غير متكافئة ، ومن بينها ما يسمى بالثوابت الأساسية ، والتي يقوم عليها بناء الفيزياء. ثابت بلانك هو أحد هذه الثوابت ، بالإضافة إلى الثوابت الأساسية تشمل سرعة الضوء وثابت الجاذبية.

يمكن اعتبار جزء واحد من الإشعاع جسيمًا من الضوء - الفوتون. طاقة الفوتون تساوي كمية واحدة. في صياغة المشاكل ، سنستخدم المصطلحين "طاقة الفوتون" و "كمية الطاقة الضوئية" بالتساوي. أيضًا ، تسمى خصائص الضوء هذه الجسيم (يعني الجسيم الجسيم).

وفقًا لفرضية بلانك ، فإن الطاقة الإشعاعية هي مجموع الكسور الدنيا ، أي أن إجمالي الطاقة المشعة يأخذ قيمًا منفصلة:

أين العدد الطبيعي.

نظرًا لأن حجم الحد الأدنى من الطاقة هو ، على سبيل المثال ، جزء (أو كم) من الإشعاع في النطاق الأحمر له طاقة أقل من جزء (أو كم) من الإشعاع في نطاق الأشعة فوق البنفسجية.

لنحل المشكلة التالية.

الطاقة الإشعاعية لمؤشر ليزر بطول موجي هي. حدد عدد الفوتونات المنبعثة من المؤشر خلال ثانيتين.