그림에서 찍은 뉴턴의 원본 문자 로얄회(1 월 1671). S 는 햇빛을 나타냅니다. 비행기 BC 와 DE 사이의 빛은 색상에 있습니다. 이러한 색상은 옮기를 형성에 햇빛 비행기 GH

젊은이의 두 번 째 실험

사이 1670 및 1900 과학자들이 논의된 자연의 빛입니다. 일부 과학자들은 빛이 수백만 개의 작은 입자로 구성되어 있다고 믿었습니다. 다른 과학자들은 빛이 물결이라고 믿었습니다.

빛:파도 또는 입자?편집

1678 년 Christiaan Huygens 는 traité de la lumiere(“빛에 관한 논문”)라는 책을 썼습니다. 그는 빛이 파도로 구성되어 있다고 믿었습니다. 그는 말했다는 가벼운 만들 수 없습니다 최대의 입자 때문에서 빛을 두 빔 반송하지 않는 서로에게 영감을 받습니다.1672 년,아이작 뉴턴이 책을 썼 opticks 는. 그는 빛이 코퍼슬이라고 불리는 적색,황색 및 청색 입자로 구성되어 있다고 믿었습니다. 뉴턴은 그의”두 프리즘 실험”으로 이것을 설명했다. 첫 번째 프리즘은 다른 색상으로 빛을 끊었다. 두 번째 프리즘은이 색상을 백색광으로 다시 병합했습니다.

18 세기 동안 뉴턴의 이론이 가장 주목을 받았다. 1803 년 Thomas Young 은”이중 슬릿 실험”을 설명했습니다. 이 실험에서 두 개의 좁은 슬릿을 통과하는 빛은 그 자체를 방해합니다. 이것은 빛이 파도로 구성되어 있음을 보여주는 패턴을 유발합니다. 19 세기의 나머지 기간 동안 빛의 파동 이론이 가장 주목을 받았다. 1860 년대에 제임스 서기 맥스웰(James Clerk Maxwell)은 전자기 복사를 파도로 묘사 한 방정식을 개발했습니다.

이론의 전자기 방사선 치료등,전파,전자레인지 그리고 많은 다른 유형의 파라 동일한 것을 제외하고는 그들은 다른 파장. 우리가 눈으로 볼 수있는 빛의 파장은 대략 400~600 나노 미터입니다. 전파의 파장은 10m 에서 1500m 까지 다양하며 전자 레인지의 파장은 약 2cm 입니다. 진공 상태에서 모든 전자기파는 빛의 속도로 이동합니다. 전자기파의 주파수는 다음에 의해 주어진다:

ν=c λ{\displaystyle\nu={\frac{c}{\lambda}}}

.

기호는 여기에 정의되어 있습니다.

블랙 바디 radiatorsEdit

모든 따뜻한 것은 전자기 방사선 인 열 방사선을 제공합니다. 지구상의 대부분의 것들에 대해이 방사선은 적외선 범위에 있지만 매우 뜨거운 것(1000°C 이상)은 가시 광선,즉 빛을 발산합니다. 1800 년대 후반에 많은 과학자들은 다른 온도에서 흑체 라디에이터에서 전자기 방사선의 파장을 연구했습니다.

Rayleigh-청바지 LawEdit

Rayleigh-청바지 곡선하고 플랑크의 곡선에 대해 그려진 광양자입니다.

Lord Rayleigh 는 1900 년 Rayleigh-Jeans 법의 기본 사항을 처음 발표했습니다. 이 이론은 가스의 운동 이론에 기초했다. 제임스 청바지 경은 1905 년에보다 완벽한 이론을 발표했습니다. 이 법칙은 서로 다른 온도에서 흑체 라디에이터에 의해 주어진 전자기 에너지의 양과 파장에 관한 것입니다. 이것을 설명하는 방정식은 다음과 같습니다:

B λ(T)=2c k T λ4{\displaystyle B_{\lambda}(T)={\frac{2ckT}{\lambda^{4}}}}

.

장파장 방사선의 경우,이 방정식에 의해 예측 된 결과는 실험실에서 얻은 실제 결과와 잘 일치했다. 그러나 짧은 파장(자외선 등)사이의 차이는 이론과 실천이었는 별명을 얻었다”울트라 바이올렛 재앙”.

플랑크의 LawEdit

1895 년 Wien 은 그의 연구 결과를 흑체에서 방사선으로 발표했다. 자신의 공식이었다.

B λ(T)=2c h2λ5e−h c λ k T{\displaystyle B_{\lambda}(T)={\frac{2hc^{2}}{\lambda^{5}}}e^{-{\frac{hc}{\lambda kT}}}}

.

이 공식은 단파장 전자기 복사에 대해 잘 작동했지만 장파장에서는 잘 작동하지 않았습니다.

1900 년 Max Planck 는 그의 연구 결과를 발표했습니다. 을 개발하려고 했습니다에 대한 식 흑체 복사 측면에서 표현의 파장을 추측해서는 방사선이 이루어져의 작은 콴타 및 그게 무슨 일이 있었는 경우 콴타되었다 무한히 작습니다. (이것은 표준 수학적 접근법입니다). 식었다.

B λ(T)=2c h2λ5 1e c h λ k T−1{\displaystyle B_{\lambda}(T)={\frac{2hc^{2}}{\lambda^{5}}}~{\frac{1}{e^{\frac{hc}{\lambda kT}}-1}}}

.

빛의 파장이 매우 커지도록 허용되면 롤리-청바지와 플랑크 관계가 거의 동일하다는 것을 알 수 있습니다.

그는 h 와 k 를 계산하여

h=6.55×10-27erg·sec.k=1.34×10-16erg·deg-1 임을 발견했다.

값은 각각 6.62606×10-34 및 1.38065×10-16 의 현대 허용 값에 가깝습니다. 플랑크 법은 실험 데이터에 잘 동의하지만,그 완전한 중요성은 몇 년 후에 만 평가되었습니다.

lightEdit 의 양자 이론

솔웨이 컨퍼런스 1911. 플랑크,아인슈타인,청바지가 서 있습니다. 플랑크는 왼쪽에서 두 번째입니다. 아인슈타인은 오른쪽에서 두 번째입니다. 청바지는 오른쪽에서 다섯 번째입니다. 빈은 앉아,오른쪽에서 세 번째

는 것이 밝혀졌 전자가 빠질에 의해 광전 효과는 가벼운 경우 임계값에 도달하는 주파수입니다. 이 아래에는 금속에서 전자를 방출 할 수 없습니다. 1905 년 알버트 아인슈타인은 그 효과를 설명하는 논문을 발표했다. 아인슈타인은 제안하는 광선을 아파 전파하는 공간을 통해,오히려한 컬렉션의 이산 웨이브는 패킷(광자),각 에너지입니다. 아인슈타인은 그 효과가 전자를 치는 광자 때문이라고 말했다. 이것은 빛의 입자 특성을 보여주었습니다.

아인슈타인은 또한 긴 파장을 가진 전자기 복사가 아무런 영향을 미치지 않는다는 것을 발견했다. 아인슈타인은 이것이”입자”가 전자를 교란시키기에 충분한 에너지가 없었기 때문이라고 말했다.

플랑크는 각 광자의 에너지가 플랑크 상수에 의해 광자 주파수와 관련이 있다고 제안했다. 이 수학적으로 작성할 수 있습니다:

E=h ν=h c λ{\displaystyle E=h\nu={\frac{hc}{\lambda}}}