En física, los fenómenos de luz son ópticos, ya que pertenecen a esta subsección. Los efectos de este fenómeno no se limitan a hacer visibles los objetos que rodean a las personas. Además, la iluminación solar transmite energía térmica en el espacio, por lo que los cuerpos se calientan. En base a esto, se propusieron ciertas hipótesis sobre la naturaleza de este fenómeno.
La transferencia de energía la realizan cuerpos y ondas que se propagan en el medio, por lo que la radiación está formada por partículas llamadas corpúsculos. Así los llamó Newton, después de él aparecieron nuevos investigadores que mejoraron este sistema, fueron Huygens, Foucault, etc. La teoría electromagnética de la luz fue propuesta un poco más tarde por Maxwell.
Los orígenes y desarrollo de la teoría de la luz
Gracias a la primera hipótesis, Newton formó un sistema corpuscular, que explicaba claramentela esencia de los fenómenos ópticos. Se describieron varias radiaciones de color como componentes estructurales incluidos en esta teoría. La interferencia y la difracción fueron explicadas por el científico holandés Huygens en el siglo XVI. Este investigador planteó y describió la teoría de la luz basada en ondas. Sin embargo, todos los sistemas creados no estaban justificados, ya que no explicaban la esencia misma y la base de los fenómenos ópticos. Como resultado de una larga búsqueda, las preguntas sobre la verdad y autenticidad de las emisiones de luz, así como su esencia y fundamento, quedaron sin resolver.
Unos siglos más tarde, varios investigadores bajo la dirección de Foucault, Fresnel comenzaron a presentar otras hipótesis, por lo que se reveló la ventaja teórica de las ondas sobre los corpúsculos. Sin embargo, esta teoría también tenía deficiencias y deficiencias. De hecho, esta descripción creada sugería la presencia de alguna sustancia que se encuentra en el espacio, debido a que el Sol y la Tierra se encuentran a gran distancia el uno del otro. Si la luz cae libremente y pasa a través de estos objetos, entonces hay mecanismos transversales en ellos.
Más formación y mejora de la teoría
Basados en toda esta hipótesis, surgieron los requisitos previos para crear una nueva teoría sobre el mundo del éter, que llena cuerpos y moléculas. Y teniendo en cuenta las características de esta sustancia, debe ser sólida, como resultado, los científicos llegaron a la conclusión de que tiene propiedades elásticas. De hecho, el éter debería influir en el globo en el espacio, pero esto no sucede. Por lo tanto, esta sustancia no está justificada de ninguna manera, excepto que la radiación de luz fluye a través de ella ytiene dureza. Basado en tales contradicciones, esta hipótesis fue cuestionada, sin sentido y más investigación.
Obras de Maxwell
Se puede decir que las propiedades ondulatorias de la luz y la teoría electromagnética de la luz se unieron cuando Maxwell comenzó su investigación. En el curso del estudio, se encontró que las velocidades de propagación de estas cantidades coinciden si están en el vacío. Como resultado de la justificación empírica, Maxwell planteó y probó una hipótesis sobre la verdadera naturaleza de la luz, que fue confirmada con éxito por años y otras prácticas y experiencias. Así, en el siglo antepasado, se creó una teoría electromagnética de la luz, que todavía se usa en la actualidad. Más tarde será reconocido como un clásico.
Propiedades ondulatorias de la luz: teoría electromagnética de la luz
Con base en la nueva hipótesis, se derivó la fórmula λ=c/ν, que indica que la longitud se puede encontrar al calcular la frecuencia. Las emisiones de luz son ondas electromagnéticas, pero solo si son perceptibles para los humanos. Además, pueden llamarse así y se tratan con fluctuaciones de 4 1014 a 7,5 1014 Hz. En este rango, la frecuencia de oscilación puede variar y el color de la radiación es diferente, y cada segmento o intervalo tendrá un color característico y correspondiente para ello. Como resultado, la frecuencia del valor especificado es la longitud de onda en el vacío.
El cálculo muestra que la emisión de luz puede ser de 400 nm a 700 nm (violeta ycolores rojos). En la transición, el tono y la frecuencia se conservan y dependen de la longitud de onda, que varía según la velocidad de propagación y se especifica para el vacío. La teoría electromagnética de la luz de Maxwell se basa en una base científica, donde la radiación ejerce presión sobre los constituyentes del cuerpo y directamente sobre él. Es cierto que Lebedev probó y probó empíricamente este concepto más tarde.
Teoría electromagnética y cuántica de la luz
La emisión y distribución de cuerpos luminosos en términos de frecuencias de oscilación no es consistente con las leyes que se derivaron de la hipótesis ondulatoria. Tal afirmación proviene de un análisis de la composición de estos mecanismos. El físico alemán Planck trató de encontrar una explicación a este resultado. Más tarde, llegó a la conclusión de que la radiación se produce en forma de ciertas porciones: un cuanto, entonces esta masa se llamó fotones.
Como resultado, el análisis de los fenómenos ópticos llevó a la conclusión de que la emisión y la absorción de luz se explicaban mediante la composición de la masa. Mientras que las que se propagaban en el medio se explicaban por la teoría ondulatoria. Por lo tanto, se requiere un nuevo concepto para explorar y describir completamente estos mecanismos. Además, se suponía que el nuevo sistema explicaría y combinaría las diversas propiedades de la luz, es decir, corpuscular y ondulatoria.
Desarrollo de la teoría cuántica
Como resultado, los trabajos de Bohr, Einstein, Planck fueron la base de esta estructura mejorada, que se denominó cuántica. Hasta la fecha, este sistema describe y explicano solo la teoría electromagnética clásica de la luz, sino también otras ramas del conocimiento físico. En esencia, el nuevo concepto formó la base de muchas propiedades y fenómenos que ocurren en los cuerpos y el espacio, y además predijo y explicó una gran cantidad de situaciones.
Esencialmente, la teoría electromagnética de la luz se describe brevemente como un fenómeno basado en varios dominantes. Por ejemplo, las variables corpusculares y de onda de la óptica tienen una conexión y se expresan mediante la fórmula de Planck: ε=ℎν, hay energía cuántica, oscilaciones de radiación electromagnética y su frecuencia, un coeficiente constante que no cambia para ningún fenómeno. Según la nueva teoría, un sistema óptico con ciertos mecanismos variables consta de fotones con fuerza. Por lo tanto, el teorema suena así: la energía cuántica es directamente proporcional a la radiación electromagnética y sus fluctuaciones de frecuencia.
Planck y sus escritos
Axioma c=νλ, como resultado de la fórmula de Planck se produce ε=hc / λ, por lo que se puede concluir que el fenómeno anterior es el opuesto de la longitud de onda con influencia óptica en el vacío. Los experimentos llevados a cabo en un espacio cerrado demostraron que mientras exista un fotón, se moverá a cierta velocidad y no podrá reducir su velocidad. Sin embargo, es absorbido por partículas de sustancias que encuentra en el camino, como resultado, se produce un intercambio y desaparece. A diferencia de los protones y los neutrones, no tiene masa en reposo.
Las ondas electromagnéticas y las teorías de la luz aún no explican los fenómenos contradictorios,por ejemplo, en un sistema habrá propiedades pronunciadas, y en otro corpuscular, pero, sin embargo, todas están unidas por radiación. Basado en el concepto de cuanto, las propiedades existentes están presentes en la naturaleza misma de la estructura óptica y en general de la materia. Es decir, las partículas tienen propiedades ondulatorias, y estas, a su vez, son corpusculares.
Fuentes de luz
Los fundamentos de la teoría electromagnética de la luz se basan en el axioma que dice: las moléculas, los átomos de los cuerpos crean radiación visible, que se denomina fuente de un fenómeno óptico. Hay una gran cantidad de objetos que producen este mecanismo: una lámpara, fósforos, tuberías, etc. Además, cada uno de esos objetos se puede dividir en grupos equivalentes, que están determinados por el método de calentamiento de las partículas que realizan la radiación.
Luces estructuradas
El origen original del resplandor se debe a la excitación de los átomos y moléculas debido al movimiento caótico de las partículas en el cuerpo. Esto ocurre porque la temperatura es lo suficientemente alta. La energía radiada aumenta debido al hecho de que su fuerza interna aumenta y se calienta. Dichos objetos pertenecen al primer grupo de fuentes de luz.
La incandescencia de los átomos y moléculas surge a base de partículas voladoras de sustancias, y no se trata de una acumulación mínima, sino de toda una corriente. La temperatura aquí no juega un papel especial. Este brillo se llama luminiscencia. Es decir, siempre ocurre debido a que el cuerpo absorbe energía externa provocada por radiaciones electromagnéticas, químicasreacción, protones, neutrones, etc.
Y las fuentes se llaman luminiscentes. La definición de la teoría electromagnética de la luz de este sistema es la siguiente: si después de la absorción de energía por parte de un cuerpo pasa algún tiempo, medible por experiencia, y luego produce radiación no debida a indicadores de temperatura, por lo tanto, pertenece a lo anterior. grupo.
Análisis detallado de la luminiscencia
Sin embargo, tales características no describen completamente a este grupo, debido al hecho de que tiene varias especies. De hecho, después de absorber la energía, los cuerpos permanecen incandescentes y luego emiten radiación. El tiempo de excitación, por regla general, varía y depende de muchos parámetros, a menudo no supera varias horas. Así, el método de calentamiento puede ser de varios tipos.
Un gas enrarecido comienza a emitir radiación después de que una corriente continua lo atraviesa. Este proceso se llama electroluminiscencia. Se observa en semiconductores y LED. Esto sucede de tal manera que el paso de la corriente da lugar a la recombinación de electrones y huecos, debido a este mecanismo surge un fenómeno óptico. Es decir, la energía se convierte de eléctrica a luminosa, el efecto fotoeléctrico interno inverso. El silicio se considera un emisor de infrarrojos, mientras que el fosfuro de galio y el carburo de silicio realizan el fenómeno visible.
Esencia de fotoluminiscencia
El cuerpo absorbe la luz, y los sólidos y líquidos emiten longitudes de onda largas que difieren en todos los aspectos de la originalfotones Para la incandescencia, se utiliza la incandescencia ultravioleta. Este método de excitación se llama fotoluminiscencia. Ocurre en la parte visible del espectro. La radiación se transforma, este hecho fue probado por el científico inglés Stokes en el siglo XVIII y ahora es una regla axiomática.
La teoría cuántica y electromagnética de la luz describe el concepto de Stokes de la siguiente manera: una molécula absorbe una parte de la radiación, luego la transfiere a otras partículas en el proceso de transferencia de calor, la energía restante emite un fenómeno óptico. Con la fórmula hν=hν0 – A, resulta que la frecuencia de emisión de luminiscencia es más baja que la frecuencia absorbida, lo que resulta en una longitud de onda más larga.
Marco de tiempo para la propagación de un fenómeno óptico
La teoría electromagnética de la luz y el teorema de la física clásica indican el hecho de que la velocidad de la cantidad indicada es grande. Después de todo, recorre la distancia del Sol a la Tierra en unos pocos minutos. Muchos científicos han intentado analizar la línea recta del tiempo y cómo viaja la luz de una distancia a otra, pero básicamente han fracasado.
De hecho, la teoría electromagnética de la luz se basa en la velocidad, que es la principal constante de la física, pero no es predecible, sino posible. Se crearon fórmulas y, después de las pruebas, resultó que la propagación y el movimiento de las ondas electromagnéticas depende del entorno. Además, esta variable se defineel índice de refracción absoluto del espacio donde se encuentra el valor especificado. La radiación de luz puede penetrar en cualquier sustancia, como resultado, la permeabilidad magnética disminuye, en vista de esto, la velocidad de la óptica está determinada por la constante dieléctrica.
