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光の波動性


はじめに

原子と、目で検出する可視光、熱として感じる赤外線、日焼けの原因となる紫外線、および歯や骨の画像を作成することで、科学者は原子の構造について私たちが知っていることの多くを発見しました。これらのタイプの放射エネルギーのすべてに精通している必要があります。波の特性と電磁放射の粒子の性質

波としての光

光は、平均的な人が見ることができる横方向の電磁波です。回折と干渉に関する実験は、光の波動特性を実証した最初のものでした。光は、他の電磁波と同様に、真空を通過できます。偏光は、光の横方向の特徴を強調するために使用できます。

Christian Huygens によると、光は波のように伝わります。ホイヘンスはアイザック・ニュートンの同時代人でした。しかし、アイザック・ニュートンは、光は小さすぎて個々に検出できない粒子でできていると信じていました。イギリスの物理学者、トーマス・ヤングは 1801 年に実験を行い、光が波のように作用することを実証しました。彼は 2 つの細い平行なスリットを使用して、光線を通過させました。

白いスクリーンに、スリットから離れたところに明暗の帯が交互に現れた。ニュートンが提案したように、光が粒子で形成されている場合、光の明るい帯が 2 つだけ白い表面に投影される、とヤングは推論しました。明るい帯と暗い帯は、スリットが光波を互いに干渉させている様子を示しています。光波が組み合わさって鮮やかなパッチを形成するため、この干渉が有益な場合があります。干渉は有害であり、光波が互いに打ち消し合い、画面に黒い斑点が生じることがあります。

波の波長は、連続するピークまたは谷間の距離です。波の周波数は振動の速度であり、1/s で測定されます。各波の波長と周波数は、式 =c/f によって関連付けられます。ここで、c は光の速度、f は波の周波数と波長です。

電磁波の波長によって色が決まります。すべての可視光の波長は 400 ~ 700 nm です。人間は短波長または長波長の電磁放射を見ることはできませんが、それは存在し、検出される可能性があります。以下の表は、波長とそれに対応する放射線の種類を示しています:

<オール>
  • 数cmから数km =電波
  • 1 mm から 10 cm =電子レンジ
  • 700 nm から 1 mm =赤外線
  • 400 nm から 700 nm =可視光
  • 10 nm ~ 400 nm =紫外線
  • .01 nm ~ 10 nm=X 線
  • .01 nm 未満 =ガンマ線
  • 光の波の反射

    障害物による反射または跳ね返りは、すべての波で発生することが知られています。光の波も反射することがあります。画像の現像は、鏡面からの光波の反射によって引き起こされます。波の反射の特性は、波が平らな反射面に到達する角度が、波が表面を出る角度に等しいことです。水波と音波の両方がこの特徴を共有しています。光の波も見ることができます。他の波と同様に、光は物体に当たって跳ね返る際に反射の法則に従います。

    光波の屈折

    波は、ある媒質を通過して別の媒質に入るときに屈折すると言われています。波面が 2 つの媒体の境界を横切ると、進行方向が急激に変化します。道は「曲がっている」。概念的アプローチと数学的アプローチの両方を使用して、波の屈折挙動を説明できます。まず、「曲がる」方向は、2 つのメディアの相対速度によって決まります。

    これらの方程式では、2 つの媒質内の波の速度と、波が境界に近づいたり離れたりする角度が使用されます。他の波と同様に、光はある媒体から別の媒体に移動するときに屈折します。実際には、光の屈折の研究により、その屈折挙動は、水や音などの他の波の屈折挙動を制御するのと同じ概念的および数学的規則によって支配されていることが明らかになりました。

    光波理論

    ほとんどの場合、光は波のように作用し、電気力と磁力の両方で構成されているため、電磁波として分類されます。電磁界は、波の伝搬に対して垂直に振動し、互いに垂直でもあります。その結果、それらは横波と呼ばれます。以下は、光の重要な側面です:

    • 光の速度は固定されているため、自然に変化することはありません。
    • 1 秒間に、1 本の光線が地球を 7.5 周します。
    • 光波は、実質的に他のすべての電磁波と同様に、3.0 x 108 m/s の速度で移動します。
    • 光波が 1 年間に移動する距離は、光年で測定されます。
    • 光波を扱うときは、正弦波を考慮する必要があります。
    • 明るさ、つまり光の強さは振幅で表され、光源からの光の距離と量に依存します。
    • ルーメンは、光源から放出される光の量を測定する単位です。
    • 光波は赤外線波よりも波長が短くなります。

    電磁放射

    水波における材料の周期的な振動は、空間 (水) を介してエネルギーを伝達します。一方、電磁放射は、電場と磁場の周期的な振動の形で空間を通じて伝達または放射されるエネルギーです。いくつかの形態の電磁放射。あらゆる種類の電磁波の粒子性 、マイクロ波、可視光、ガンマ線を含む、真空中を光速 (c) で移動し、これが基本的な物理定数であることが判明しました。

    結論

    原子の電気構造を研究するには、電磁放射の波動と粒子の性質に関する知識が必要です プロパティ。波とは、エネルギーを伝達する周期的な振動で、空間を移動します。すべての波は周期的です。つまり、空間と時間で繰り返されます。波長、2 つの連続する波の対応するポイント間の距離。周波数 (u)、単位時間あたりに固定点を通過する波の数。速度 (v)、波が空間を伝搬する速度。平均位置を中心とした振動の大きさである振幅は、すべて相互に関連する波の特性です。波の波長と周波数の積によって速度が決まります。



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