Światło - podwójna natura- Zadanie 14.1: Baza wiedzy - Fizyka

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

Rozwiązanie


wiedza podstawowa	ważne informacje - zapamiętaj!	ważny wzór - zapamiętaj!	kliknij i otwórz przykładowe zadanie

Światło - podwójna natura

Od zarania dziejów zarówno uczeni jak i prości ludzie zadawali sobie proste pytanie: Czym jest światło? Na podstawie wielu doświadczeń wyciągnięto wniosek, że światło jest falą (odnośnik do fali) tzw. teoria falowej natury światła. Wynikało to z tego, że światło zachowywało się tak jak fala tzn. zachodziła interferencja, dyfrakcja i wiele innych charakterystycznych zjawisk, które odpowiadały zachowaniu się fali (odnośnik do zjawisk falowych).

Jak to bywa w nauce byli również przeciwnicy falowej natury światła m.in. Isaac Newton. Według tego brytyjskiego naukowca światło składa się z ogromnej ilości pewnych cząstek, których (na tamte czasy) nie byliśmy w stanie zobaczyć, ani zmierzyć. Zatem część naukowców, opierając się na doświadczeniach (m.in. Younga) twierdziło, że światło jest falą (dokładniej falą elektromagnetyczną), natomiast inna część naukowców uważała, że światło ma korpuskularną naturę, czyli że składa się z pewnych cząstek.

Dopiero w XX wieku stwierdzono na podstawie różnych badań, że światło ma podwójną naturę tzw. dualizm korpuskularno-falowy. Oznacza to, że w pewnych zjawiskach zachowuje się jak fala, a w innych zachowuje się jak strumień cząstek.

Światło - potoczna nazwa fali elektromagnetycznej (lub inaczej nazywane promieniowanie elektromagnetyczne) o długości fali z zakresu widzialnego tj. od około 400 nm do 700 nm.

Zatem światło jest tylko potoczną nazwą tzw. promieniowania elektromagnetycznego, które możemy podzielić ze względu na długość fali na kilka rodzajów:

fale radiowe - od kilku $m$ do kilku $km$ ,
fale mikrofalowe - od kilku $cm$ do kilku $m$ ,
podczerwień - od kilku $μ m$ do kilku $cm$ ,
światło widzialne - od kilku $nm$ do 100 $μ m$ ,
ultrafiolet - od $10 nm$ do 100 $μ m$ ,
promieniowanie rentgenowskie - od 100 $pm$ do kilku $nm$ ,
promieniowanie gamma - mniejsze od kilku $pm$ .

Jednakże zgodnie z dualizmem korpuskularno-falowym promieniowanie elektromagnetyczne składa się z pojedynczych kwantów promieniowania (porcji energii) , które nazywamy fotonami.

Foton - kwant (porcja) energii promieniowania elektromagnetycznego.

Promieniowanie elektromagnetyczne - strumień kwantów energii (fotonów).

Zgodnie z założeniami Max Plancka oraz Alberta Einsteina światło składa się z wiązki fotonów (kwantów energii) poruszających się z prędkością światła. Każdą taką cząstkę możemy opisać za pomocą:

masy, która jest równa 0,
energii $E_{f}$ ,
pędu $p_{f}$ .

Energia fotonu ( $E_{f}$ ), czyli kwant energii opisuje wzór:

$E_{f} = h ν$

gdzie:

$h$ - stała Plancka,

$ν$ - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego.

Wartość pędu fotonu ( $p_{f}$ ) określa wzór:

$p_{f} = \frac{E _{f}}{c}$

gdzie:

$E_{f}$ - energia fotonu,

$c$ - wartość prędkości światła.

Korzystając ze wzoru na energię fotonu mamy:

$p_{f} = \frac{h ν}{c}$

gdzie:

$h$ - stała Plancka,

$ν$ - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego.

Mateusz Bajda

Nauczyciel fizyki

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

Rozwiązanie


wiedza podstawowa	ważne informacje - zapamiętaj!	ważny wzór - zapamiętaj!	kliknij i otwórz przykładowe zadanie

Światło - podwójna natura

Światło - potoczna nazwa fali elektromagnetycznej (lub inaczej nazywane promieniowanie elektromagnetyczne) o długości fali z zakresu widzialnego tj. od około 400 nm do 700 nm.

Zatem światło jest tylko potoczną nazwą tzw. promieniowania elektromagnetycznego, które możemy podzielić ze względu na długość fali na kilka rodzajów:

fale radiowe - od kilku $m$ do kilku $km$ ,
fale mikrofalowe - od kilku $cm$ do kilku $m$ ,
podczerwień - od kilku $μ m$ do kilku $cm$ ,
światło widzialne - od kilku $nm$ do 100 $μ m$ ,
ultrafiolet - od $10 nm$ do 100 $μ m$ ,
promieniowanie rentgenowskie - od 100 $pm$ do kilku $nm$ ,
promieniowanie gamma - mniejsze od kilku $pm$ .

Jednakże zgodnie z dualizmem korpuskularno-falowym promieniowanie elektromagnetyczne składa się z pojedynczych kwantów promieniowania (porcji energii) , które nazywamy fotonami.

Foton - kwant (porcja) energii promieniowania elektromagnetycznego.

Promieniowanie elektromagnetyczne - strumień kwantów energii (fotonów).

masy, która jest równa 0,
energii $E_{f}$ ,
pędu $p_{f}$ .

Energia fotonu ( $E_{f}$ ), czyli kwant energii opisuje wzór:

$E_{f} = h ν$

gdzie:

$h$ - stała Plancka,

$ν$ - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego.

Wartość pędu fotonu ( $p_{f}$ ) określa wzór:

$p_{f} = \frac{E _{f}}{c}$

gdzie:

$E_{f}$ - energia fotonu,

$c$ - wartość prędkości światła.

Korzystając ze wzoru na energię fotonu mamy:

$p_{f} = \frac{h ν}{c}$

gdzie:

$h$ - stała Plancka,

$ν$ - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego.

Mateusz Bajda

Nauczyciel fizyki