Свет — это поток частиц

Наряду с изучением рассеяния света дисперсной системой в целом применяются также методы, основанные на регистрации рассеяния (дифракции) света на единичных частицах. Этот метод — ультрамикроскопия — имел большое значение в развитии коллоидной химии. Для наблюдения рассеяния света отдельными частицами применяются оптические системы с темным полем. К их числу относятся ультрамикроскопы, в которых интенсивный сфокусированный световой поток направляется сбоку на исследуемую систему, а также конденсоры темного поля, которые используются в обычных микроскопах для создания бокового освещения. Регистрация светящихся точек, хорошо видимых на темном фоне и представляющих собой свет, рассеянный (дифрагированный) отдельными частицами, позволяет определить концентрацию частиц дисперсной фазы, наблюдать флуктуации их концентрации и броуновское движение. Такие опыты, проведенные Перреном, Сведбергом и рядом других ученых, явились подтверждением правильности теории броуновского движения (см. гл. V) и молекулярно-кинетической концепции в целом. С. И. Вавиловым был разработан иной метод изучения броуновского движения. В этом методе производилась фотосъемка частиц дисперсной фазы, находящихся в броуновском движении. Перемещение частиц приводило к тому, что их изображения на пластинках имели вид размазанных пятен в полном согласии с теорией броуновского движения средняя площадь этих пятен оказалась пропорциональной времени экспозиции. В этом методе удается фиксировать одновременно несколько частиц, что облегчает получение необходимого для статистического усреднения большого количества экспериментальных результатов. [c.171]

В течение нескольких веков удовлетворительное научное описание света представляло собой сложнейшую задачу для физиков. В ХУП в. между школами Ньютона и Гюйгенса велась ожесточенная полемика относительно того, является ли свет потоком частиц или волной. [c.15]

В 1905 г. Эйнштейн показал, что фотоэффект получает простое истолкование, если рассматривать свет как поток частиц — фотонов. Сталкиваясь с электронами, фотоны передают им свою энергию, рав- [c.20]

О волновой природе электрона. У частиц малой массы движение и взаимодействие происходят по законам, отличающимся от законов классической механики. Как было установлено, электромагнитные колебания имеют двойственную природу. Такие явления, как интерференция и дифракция света, свидетельствуют о его волновой природе, а способность оказывать иа освещаемую поверхность механическое давление или вырывать с этой поверхности электроны (фотоэлектрический эффект) указывает иа его корпускулярную природу, т. е. позволяет рассматривать световое излучение как поток частиц, или квантов, названных фотонами. [c.26]

Проникая в твердое вещество, излучение в зависимости от величины его энергии может затрагивать только валентные электроны, всю электронную оболочку атомов или же, при достаточно высокой энергии, и атомные ядра. В последнем случае оно производит не только возбуждение электронов, ионизацию, но и смещение атомов данного вещества из их нормальных положений. Зто относится как к электромагнитному излучению (видимому свету, ультрафиолетовым и рентгеновским лучам, 7-излучению), так и к потокам частиц (электронов, ионов, например, протонов или а-частиц и др.). При этом энергия излучения трансформируется частично в тепловую, вибрационную энергию твердого вещества, которая передается соприкасающимся с ним веществам, а частично в электромагнитное излучение сниженной частоты по сравнению с частотой поглощенной лучистой энергии. Местные изменения структуры твердого вещества, возникающие при его взаимодействии с излучением высоких энергий, принято называть радиационными дефектами. Радиационные дефекты, равномерно распределенные по всему сечению луча, проникающего в твердое вещество, создаются фотонами, электронами, а-частицами и т. д. [c.121]

На эти вопросы нельзя ответить, просто подтвердив тот или другой из двух противоположных вариантов ответа. Свет как термин используют для описания определенных явлений природы. Этот термин относится ко всем свойствам, присущим свету, ко всем явлениям, наблюдаемым в любой системе, для которой характерен свет. Некоторые свойства света напоминают свойства волн, и их можно описать на основании представлений о длине волны. Другие свойства света напоминают свойства частиц, и их можно описать с привлечением представлений о световом кванте, несущем определенное количество энергии Лу и обладающем определенной массой Луч света — это и не волны, и не поток частиц, это и то и другое одновременно. [c.72]

Тот факт, что свет распространяется по прямой, отражается, преломляется и обладает количеством движения, заставляет предположить, что свет представляет собой поток частиц (корпускулярная модель света). Однако явления дифракции и интерференции находят наиболее естественное объяснение в волно вой модели света. В то время, когда была предложена квантовая теория, волновая модель доминировала, так как то, что было известно относительно корпускулярного поведения света, большей частью удавалось объяснить на основе волновой модели. [c.15]

В гл. 2 было показано, что свет можно рассматривать как волны и что существуют различные опыты, доказывающие это. Но мы узнали также, что свет ведет себя так, будто он состоит из маленьких порций энергии, называемых квантами, причем существуют опыты, которые подтверждают и эту точку зрения. Поэтому мы вынуждены рассматривать свет, с одной стороны, как непрерывный волновой процесс, а с другой—как поток частиц с определенной энергией. Эти два, казалось бы, взаимно исключающие друг друга представления о природе света находят отражение в общепринятой теперь точке зрения на свет как на явление, обладающее двойственной природой. [c.56]

Есть веские причины считать, что атомы представляют собой мельчайшие кирпичики , из которых построены все вещества. Перейдем теперь к обсуждению строения самих атомов. В гл. 4 было рассказано о том, что атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов и что масса атома почти полностью сосредоточена в его ядре. Мы познакомились также с некоторыми свойствами света и установили, что в одних случаях его можно рассматривать как волновой процесс, а в других—как поток частиц (корпускул), энергия которых квантована. [c.67]

Рассеяние и поглощение света мутными растворами. Предположим, что поток света проходит через раствор, заполненный частицами, способными рассеивать свет (рис. 25). Если интенсивность падающего потока 1д, то в направлении, перпендикулярном к падающему свету, наблюдается рассеянный световой поток интенсивностью 1 - Другая часть светового потока пройдет через раствор ослабленной вследствие рассеяния и поглощения света твердыми частицами ее можно наблюдать за сосудом с исследуемым раствором. Исследованием интенсивности рассеянного света 4 занимается нефелометрия, а исследованием ослабленного проходящего света и—турбидиметрия. [c.68]

В этом методе, применяемом для анализа твердых непрозрачных сред, о поглощении света частицами судят по диффузному отражению света рассеивающими частицами. Для рассеивающих объектов, у которых направление света внутри слоя многократно изменяется вследствие многочисленных отражений и преломлений твердыми частицами, основной закон светопоглощения не применим [236]. В этом случае световой поток ослабляется как за счет поглощения света частицами исследуемого вещества, так и за счет рассеяния, поэтому истинное поглощение света оказывается замаскированным рассеянием. Тем не менее, при анализе спектральная кривая отражения рассеивающими объектами обычно отождествляется с кривой истинного поглощения анализируемого вещества, и количество вещества в твердой фазе определяют по величине минимума отражения аналогично фотометрическому анализу растворов. [c.177]

Таким образом, при изучении света, нужно одновременно пользоваться и волновыми и корпускулярными представлениями. Распространение света следует рассматривать, пользуясь волновой теорией, так как каждый фотон является группой волн и его движение как целого полностью определяется распространением этих волн. При изучении поглощения или испускания света веществом, наоборот, главную роль играет энергия фотона и лучше пользоваться представлением о свете как о потоке частиц. [c.22]

Ньютон считал свет потоком частиц —корпускул. Преломление луча при его переходе, скажем из воздуха в стекло (рис. 11), Ньютон объяснял тем, что в более плотной среде корпускулы движутся быстрее. Напротив, согласно волновой теории света, созданной еще до Ньютона голландцем Гюйгенсом, преломление света объясняется уменьшением скорости световых волн в стекле по сравнению с воздухом (рис. 12). Для истолкования многих явлений обе теории приемлемы в равной степени. Но корпускулярное объя>снение преломления содержит внутреннее противоречие. [c.32]

Рентген подходил ко всякому явлению, которые он изучал, объективно, он интересовался безупречным его описанием, а затем уже так или иначе объяснял его. Но и этому объяснению он не придавал решающего значения. Рентгена в разрядах газа интересовал такой вопрос если одни утверждали, что это поток частиц, другие — что это электрические лучи особого характера, то не участвуют ли в катодных лучах и невидимые лучи, например ультрафиолетовые И вот, наблюдая лучи. Рентген заметил, что флюоресцирующий экран светится не только тогда, когда лучи, выходящие из трубки, могут попадать на ничем не закрытый экран, но и тогда, когда трубка закрыта черной бумагой и недоступна для видимого и ультрафиолетового света. [c.319]

В этом приборе (рис. 7.4) световой пучок от источника 5 направлен под прямым углом к оси микроскопа, а сам аэрозоль движется ламинарно по трубке Т. Наблюдатель видит вспышку света, когда частица пересекает освещенную зону в одну минуту можно сосчитать до 100 вспышек. Скорость аэрозоля вдоль оси трубки вычисляется по объемной скорости потока, а поперечное сечение [c.235]

Альфа-излучение. Альфа-излучение представляет собой поток частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. Каждая такая частица состоит из двух нейтронов и двух протонов и поэтому идентична ядру атома гелия. Если альфа-частица движется в воздухе, то, пройдя несколько сантиметров, она тормозится в результате столкновений с молекулами воздуха. Альфа-частицы не могут проникнуть сквозь картон. Если они попадают на наружную поверхность тела, то не причиняют никакого вреда, так как не могут пройти через наружный слой ороговевших клеток кожи. Попадание их внутрь организма, например через легкие. [c.454]

Теорией Ми и его последователей объясняется также характер рассеяния и поглощения света проводящими частицами и частицами специфически поглощающими свет за счет собственной окраски вещества дисперсной фазы. В этом случае уменьшение светового потока при прохождении света через дисперсную систему обусловлено двумя явлениями вышерассмотренным кажущимся поглощением за счет рассеяния света и истинным погло-щеиием света частицами с превращением энергии световой волны в тепловую энергию. При этом для проводящих частиц на кривых зависимости поглощения света от длины волны возникают максимумы, положение которых определяется и размером частиц. [c.167]

В 1905 г. Эйнштейн показал, что фотоэффект получает простое истолкование, если рассматривать свет как поток частиц — фотонов. Сталкиваясь с электронами, фотоны передают им свою энергию, равн в соответствии с уравнением Планка величине hv , получил объяснение и тот факт, что длинноволновое излучение не вызывает фотоэффекта — энергия фотонов в этом случае недостаточна для вырывания электрона из металла. [c.23]

Фотометрические методы химического анализа основаны на том, что испытуемый раствор облучают каким-либо световым потоком и отмечают или измеряют изменение (качественное или количественное) этого потока, вызванное его оптическим взаимодействием с раствором ( встречей квантов света с частицами определяемого вещества). В одних из этих методов спектральный состав выходящего из раствора светового потока остается таким же, каким он был до встречи с веществом, в других он подвергается более или менее существенным изменениям. [c.22]

Этот эксперимент имеет некоторые черты непосредственного наблюдения . Во-первых, светящееся пятно отчетливо видно. Во-вторых, легко представить невидимый поток частиц, пролетающих через треугольное отверстие в электроде и сталкивающихся с флуоресцирующим экраном, в результате чего наблюдаются вспышки света. В-третьих, эксперимент дает об этих частицах подробные сведения, которые трудно получить каким-либо другим путем. Существование электрического заряда у частиц неоспоримо доказано экспериментально отклонением частиц в электрическом поле. Точные измерения таких отклонений позволяют даже вычислить отношение заряда электрона к его массе. [c.355]

По отношению к дозе облучения -частицами фотоэмульсия ведет себя так же, как в случае света или у-излучения [160]. В ряде работ было показано, что оптическая плотность почернения фотографической эмульсии зависит от энергии и потока -частиц [161], и, следовательно, по степени почернения эмульсии можно количественно определить интенсивность излучения и идентифицировать изотопы. [c.81]

Наглядным подтверждением свойств света как потока частиц является уже упоминавшееся явление фотоэффекта. Рассмотрим его вновь на примере прибора, являющегося прообразом широко распространенного в технике фотоэлемента, который схематически изоб жен на рис. 58. В откачанной стеклянной лампе помещены цилиндрический металлический электрод (катод К), и второй электрод в виде стержня (анод Л), соединенные с электрической батареей, в цепь которой включен гальванометр. Свет, падающий на цилиндрический катод, выбивает из него электроны, которые собираются на аноде и, таким образом, в цепи возникает электрический ток, отмечаемый гальванометром. [c.233]

Световой луч от источника света фокусируется специальным объективом в точку, совпадающую с фокусом эллиптического зеркала. Поток частиц пересекается в этой точке с лучом света. Место пересечения этих потоков и создает измерительную ячейку маленького объема. [c.16]

Явление дифракции электромагнитного излучения (света, радиоволн, у-- учей, рентгеновских лучей) доказывает волновую природу излучения. В то же время электромагнитное излучение обладает массой (производит давление), и его можно представить как поток частиц — фотонов. Иными словами, электромагнитное излучение проявляет как волновые, так и корпускулярные свойства. Луи де Бройль (1924 г.) показал, что движение любой микрочастицы можно рассматривать как волновой процесс частице массой т, движущейся со скоростью V, соответствует волна длиной [c.18]

Взаимодействие света с веществом зависит от соотношения длины волны света и размеров частиц, на которые падает световой поток. Это взаимодействие происходит по законам геометрической оптики (отражение, преломление), если размеры объекта больше длины волны света. Если размеры частиц меньше половины длины волны света, то происходит рассеивание света в результате его дифракции. Область видимого света характеризуется длиной волн от 760 до 400 нм. Поэтому в молекулярных и коллоидных системах видимый свет рассеивается, а в проходящем свете эти растворы прозрачны. Наибо.льшей интенсивности рассеивание света достигает в коллоидных системах, для которых светорассеяние является характерной качественной особенностью. Обнаружение в растворе пути луча источника света при рассматривании раствора перпендикулярно к направлению этого луча позволяет отличить коллоидный раствор от истинного. На этом же принципе основано устройство ультрамикроскопа, в котором наблюдения проводят, в отличие от обычного микроскопа, перпендикулярно направлению проходящего через объект света. Схема поточного ультрамикроскопа Б. В. Дерягина и Г. Я. Власенко приведена на Рис. 10.6. Схема поточного ультрами-рис. 10.6. с помощью этого прибора кроскопа В. В. Дерягина и Г. Я. Вла-определяют концентрацию дисперс- сенко 1 — кювета 2 — источник света ных частиц в аэрозолях и коллоид- 3 — линза 4 — тубус микроскопа, ных растворах. [c.297]

Для наглядного представления механизма переноса энергии в объеме излучающего газа часто бывает удобно рассматривать излучение как поток частиц — фотонов, движущихся по прямолинейным траекториям со скоростью света с и обладающих разной энергией hv. Часть фотонов захватывается молекулами газа, что приводит к иовыщенню энергии газа, т. е. его нагреванию. При этом молекулы газа захватывают лишь те фотоны, частоты которых отвечают полосам поглощения в спектре газа. Фотоны других частот (энергий) пролетают газовый объем без взаимодействия с веществом. Так осуществляется процесс поглощения лучистой энергии в объеме газа. Одновременно с процессом поглощения энергии происходит обратный процесс — излучения энергии объемом газа. Вследствие хаотического теплового движения газовых молекул, их вращения, колебаний атомов отдельные многоатомные молекулы газа получают избыток энергии по сравнению со средним его уровнем. Избыток энергии может затем самопроизвольно излучаться в форме рождающихся фотонов в окружающее пространство. Этот механизм определяет собственное излучение газового объема. В связи с тем что в любом макроскопически малом объеме газа его состояние обычно весьма близко к термодинамически равнозесному состоянию, каждый элементарный объем газа излучает фотоны по всем направлениям пространства с примерно одинаковой интенсивностью. Иначе говоря, пространственное распределение собственного излучения элемента газового объема имеет обычно-характер, близкий к изотропному. [c.199]

Детектор по измерению светового рассеяния (СРД) основан на различии давлений паров обычно используемых в жидкостной хроматографии растворителей и анализируемых веществ [63, 64]. Принципиальная схема детектора приведена на рис. 111.29. Элюент на выходе из колонки распыляется в камере 5 при повышенной теш1ературе. В камере испарения 8 растворитель испаряется, а поток частиц нелетут1и -анализируемых веществ рассеивает свет лазерного луча в камере светорассеяния 10, в которой имеется стеклянный стержень 4, расположенный перпендикулярно лучу лазера на расстоянии 2—5 мм от него. Стержень служит в качестве коллектора рассеянного света, через него часть рассеянного света попадает на фотоумножитель-. Показания СРД пропорциональ- [c.283]

Свет представляет собой поток частиц — фотонов, обладающих энepгиeй=hv, где Ь — постоянная Планка, а V — частота волны. [c.99]

Соответствующие опыты показывают, что свет обладает как волновой, так и корпускулярной природой. Изучение электронной эмиссии металлической поверхности показывает, что энергия электронов — функция длины волны света. Для данной длины волны число испускаемых электронов определяется иитепсивностью света. Иными словами, дело обстоит так, как если бы энергия передавалась светом с сохранением количества движения. Вывод о том, что свет состоит из потока частиц, имеющих одну и ту же скорость, но разные энергии, находится в противоречии с законами классической механики. В настоящее время мы рассматриваем световой пучок как поток частиц, именуемых фотонами. Однако движение фотонов описывается скорее волновыми уравнениями, чем урав1гениями классической механики. При обсуждении свойств электронов (гл. 8) уже было отмечепо, что по отношению к малым частицам классическая механика ненри- [c.616]

Нефелометрический леето9 использует явление Тиндаля — рас- еяние света твердыми частицами. В отличие от фотоколориметров и турбидиметров в нефтелометрах фотоэлементы размещаются не на пути светового потока, а перпендикулярно или под углом к нему. При нефелометрическом анализе интенсивность рассеянного светового потока по упрощенному уравнению Рэлея составляет [c.99]

При турбидиметрических определениях раствор рассматривают в проходящем свете, т. е. наблюдают понижение интенсивности света, происходящее из-за присутствия взвешенных частиц твердой фазы. В отличие от этого, при нефелометрических определениях раствор рассматривают в направлении, перпендикулярном световому потоку. Таким образом, в этом случае наблюдают интенсивность света, рассеянного частицами твердой фазы. Схематически различие между указаины.ми методами изображено на рис. 60. [c.464]

Естественно, что становилось неизбежным сочетание (синтез) обоих представлений, казавшихся раньше несовместимыми, то есть надо было допустить, что световой поток — это одновременно и волновое электромагнитное излучение и поток частиц—корпускул, и что волна обладает одновременно и свойствами частицы. (Эго новое диалектико-материалистическое понимание двойственной природы света известно под названием корпускулярноволнового дуализма.) [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология