В фізики світлові явища є оптичними, так як відносяться до цього підрозділу. Дії цього феномена не обмежуються лише тим, щоб оточуючі людей предмети були помітні. Крім цього, сонячне освітлення передає теплову енергію в просторі, в результаті цього тіла нагріваються. На основі цього були висунуті певні гіпотези про природу даного явища. Енергетичний перенесення здійснюється тілами і хвилями, поширюються в середовищі, таким чином, випромінювання складається з частинок, які називаються корпускулами. Так їх назвав Ньютон, після нього з'явилися нові дослідники, які вдосконалили цю систему, були Гюйгенс, Фуко і ін Електромагнітна теорія світла була висунута трохи пізніше Максвеллом.

Витоки і розвиток теорії світла

Завдяки першій гіпотезі Ньютоном була сформована корпускулярна система, де чітко роз'яснювалася суть оптичних явищ. Колірні різні випромінювання описувалися як структурні складові, що входять в цю теорію. Інтерференцію і дифракцію пояснив учений з Голландії Гюйгенс в XVI столітті. Цей дослідник висунув і описав теорію світла на основі хвиль. Проте всі створені системи були не виправдані, так як не роз'яснювали саму сутність і основу оптичних явищ. В результаті довгих пошуків питання істинності і достовірності світлових випромінювань, а також їх сутність і основа залишилися невирішеними. Через кілька століть кілька дослідників під керівництвом Фуко, Френеля почали висувати інші гіпотези, завдяки чому з'ясувалося теоретичне перевага хвиль перед корпускулами. Однак і у цій теорії були недоліки і недоробки. По суті, це створене опис передбачало наявність якогось речовини, яка знаходиться в просторі, через те, що Сонце і Земля на далекій відстані один від одного. У разі, якщо світло вільно падає і проходить через ці об'єкти, отже, в них присутня поперечні механізми.

Подальше становлення і вдосконалення теорії

На основі всієї цієї гіпотези виникли передумови для створення нової теорії світовому ефірі, який заповнює тіла і молекули. А з урахуванням особливостей цієї речовини воно повинно бути твердим, у результаті вчені прийшли до висновку, що він володіє пружними властивостями. По суті, ефір повинен впливати на земну кулю в просторі, але цього не відбувається. Таким чином, ця речовина нічим не виправдане, крім того, що через нього струмує світлове випромінювання, і воно володіє твердістю. На основі таких протиріч дана гіпотеза була поставлена під сумнів, позбавлена сенсу і подальших досліджень.

Праці Максвелла

Хвильові властивості світла і електромагнітна теорія світла, можна сказати, стали єдиним цілим, коли Максвелл почав свої дослідження. В ході вивчення було виявлено, що швидкість розповсюдження зазначених величин збігаються, якщо знаходяться у вакуумі. В результаті емпіричного обґрунтування, Максвеллом висунута і доведена гіпотеза про істинну природу світла, яка вдало підтверджувалася роками та іншими практиками, досвідом. Таким чином, в позаминулому сторіччі створилася електромагнітна теорія світла, що застосовується і сьогодні. Пізніше вона буде визнана класичною.

Хвильові властивості світла: електромагнітна теорія світла

На основі нової гіпотези була виведена формула ? = c/?, яка вказує на те, що при розрахунку частоти можна знайти довжину. Світлові випромінювання є електромагнітними хвилями, але тільки в тому випадку, якщо вони відчутні для людини. Крім того, такими можна назвати і ставляться до них з коливанням від 4·10 14 до 75 · 10 14 Гц. В даному діапазоні частота коливань може змінюватись і колір випромінювання різний, причому на кожному відрізку або інтервалі буде характерний і відповідний для нього колір. В результаті по частоті зазначеної величини знаходиться довжина хвилі у вакуумі. При розрахунку видно, що світлове випромінювання може бути від 400 нм до 700 нм (фіолетовий і червоний кольори). При переході відтінок і частота зберігаються і залежать від хвильової довжини, яка змінюється на основі швидкості поширення і вказується для вакууму. Електромагнітна теорія світла Максвелла заснована на науковому обґрунтуванні, де випромінювання чинить тиск на складові тіла і безпосередньо на нього. Правда, пізніше ця концепція була перевірена і доведена емпіричним шляхом Лебедєвим.

Електромагнітна і квантова теорія світла

Випромінювання і розподіл світяться тіл по частотам коливань не узгоджується з законами, які були виведені з хвильової гіпотези. Подібне твердження виходить з аналізу складу цих механізмів. Фізик з Німеччини Планк спробував знайти пояснення такого результату. Пізніше він прийшов до висновку, що випромінювання відбувається у вигляді певних порцій – квант, потім цю масу стали називати фотони. У результаті аналіз оптичних явищ привело до висновку, що світлове випущення і поглинання пояснювалися за допомогою масового складу. У той час як ті, що поширювалися в середовищі, були роз'яснені хвильовою теорією. Таким чином, щоб повністю вивчити і описати дані механізми потрібна нова концепція. Причому нова система повинна була пояснювати і об'єднувати різні властивості світла, тобто корпускулярні і хвильові.

Розвиток квантової теорії

В результаті праці Бору, Ейнштейна, Планка були покладені в основу цієї вдосконаленої структури, яка була названа квантової. На сьогоднішній день ця система описує і пояснює не тільки класичну електромагнітну теорію світла, але і інші розділи фізичного знання. По суті, нова концепція лягла в основу безлічі властивостей і явищ, що протікають в тілах і просторі, а крім цього, величезна кількість ситуацій передбачила і роз'яснила. По суті, електромагнітна теорія світла коротко описується як явище, в основі якого присутні різні домінанти. Наприклад, корпускулярні і хвильові змінні оптики мають зв'язок і виражаються формулою Планка: ? = h?, тут присутні квантова енергія електромагнітного випромінювання коливання та їх частота, постійний коефіцієнт, який не змінюється ні для яких явищ. Згідно нової теорії, оптична система з визначеними що варіюються механізмами складається з фотонів з силою. Таким чином, теорема звучить так: квантова енергія прямо пропорційна електромагнітному випромінюванню і його частотним коливань.

Планк і його праці

Аксіома c = ??, в результаті формули Планка проводиться ? = hc /?, так можна прийти до висновку, що вказане вище явище - зворотне довжині хвилі при оптичному вплив у вакуумі. Досліди, проведені в закритому просторі, показали, що поки існує фотон, він буде рухатися з певною швидкістю і уповільнити свій темп не зможе. Однак поглинається частками речовин, які зустрінуться йому на шляху, в результаті відбувається взаємообмін, і він зникає. На відміну від протонів і нейтронів не має маси спокою. Електромагнітні хвилі та теорії світла досі не пояснюють суперечливі явища, наприклад, в одній системі яскраво виражені властивості, а в іншій корпускулярні, але, тим не менш, всі вони об'єднані випромінюванням. На основі концепції квант існуючі властивості присутні в самій природі оптичної структури і загальної матерії. Тобто частинки володіють хвильовими властивостями, а ці в свою чергу корпускулярними.

Світлові джерела

Основи електромагнітної теорії світла спираються на аксіому, яка говорить: молекули, атоми тел створюють видиме випромінювання, яке називається джерелом оптичного явища. Існує величезна кількість предметів, що виробляють цей механізм: лампа, сірники, трубки та ін Причому кожну таку річ можна умовно розділити на рівнозначні угруповання, які визначаються за способом напруження частинок, що реалізують випромінювання.

Структуровані джерела світла

Початкове походження світіння відбувається через збудження атомів і молекул через хаотичного руху в тілі частинок. Це виникає, тому що температура досить висока. Випромінювана енергія підвищується за рахунок того, що їх внутрішня сила зростає і загострюється. Такі предмети відносяться до першої групи джерел світла. Розжарювання атомів і молекул виникає на основі летять частинок речовин, причому це не мінімальний скупчення, а цілий потік. Температура тут не грає особливої ролі. Таке світіння називають люмінесценцією. Тобто воно завжди виникає через те, що тіло поглинає зовнішню енергію, викликану електромагнітним випромінюванням, хімічною реакцією, протонами, нейтронами і пр. А джерела називаються люмінесцентними. Визначення електромагнітної теорії світла цієї системи звучить наступним чином: якщо після поглинання тілом енергії проходить деякий час, вимірюване досвідченим шляхом, і потім воно виробляє випромінювання не з-за температурних показників, отже, воно належить до вищезазначеної групи.

Детальний розбір люмінесценції

Однак подібні характеристики не повністю описують цю групу, через те, що вона володіє декількома видами. По суті, після поглинання енергії тіла перебувають в загостренні, потім випускають випромінювання. Час збудження, як правило, варіюється і залежить від безлічі параметрів, часто не перевищує декількох годин. Таким чином, спосіб розжарювання може бути кількох типів. Розріджений газ починає випускати випромінювання після того, як через нього пройшов прямий струм. Такий процес називається електролюмінесценцією. Спостерігається в напівпровідниках та світлодіодах. Відбувається це таким чином, що пропускання струму дає рекомбінацію електронів і дірок, за рахунок цього механізму і виникає оптичне явище. Тобто, перетворюється енергія з електричної в світлову, зворотний внутрішній фотоефект. Кремній вважається інфрачервоним випромінювачем, а фосфід галію і карбід кремнію реалізують видиме явище.

Сутність фотолюмінесценції

Тіло поглинає світло, а також тверді речовини і рідини випромінюють довгі хвилі, які відрізняються за всіма параметрами від початкових фотонів. Для напруження використовується ультрафіолетове напруження. Даний спосіб збудження називається фотолюминесценцией. Виникає воно у видимій частині спектра. Випромінювання трансформується, саме цей факт був доведений англійським вченим Стоксом в XVIII столітті і тепер є аксиоматическим правилом. Квантова та електромагнітна теорія світла описують концепцію Стокса наступним чином: молекула поглинає порцію випромінювання, потім передає її іншим часткам у процесі теплообміну, залишки енергії випускають оптичне явище. При формулою h? = h? 0 – A, виходить, що частота випромінювання люмінесценції нижче поглиненої частоти, в результаті виходить, що довжина хвилі більше.

Тимчасові рамки поширення оптичного явища

Електромагнітна теорія світла і теорема класичної фізики вказують на факт того, що швидкість зазначеної величини велика. Адже відстань від Сонця до Землі проходить за кілька хвилин. Безліч вчених намагалося аналізувати пряму лінію часу і те, як проходить світло через один відстань до іншого, але їм в основі так і не вдалося. По суті, електромагнітна теорія світла заснована на швидкості, яка є головною константою фізики, але при цьому не передбачуваною, а можливою. Були створені формули, і після перевірок з'ясувалося, що поширення і рух електромагнітних хвиль залежить від середовища перебування. Причому, визначається ця змінна абсолютним показником заломлення простору, де розміщується зазначена величина. У будь речовина здатна проникнути світлове випромінювання, в результаті магнітна проникність знижується, зважаючи на це швидкість оптики визначається діелектричної константи.