Ngayon ay sasabihin namin sa iyo kung ano ang kemikal na epekto ng liwanag, kung paano inilalapat ang phenomenon na ito ngayon at ano ang kasaysayan ng pagkatuklas nito.
Liwanag at dilim
Lahat ng panitikan (mula sa Bibliya hanggang sa modernong kathang-isip) ay nagsasamantala sa dalawang magkasalungat na ito. Bukod dito, ang liwanag ay palaging sumisimbolo ng isang magandang simula, at kadiliman - masama at masama. Kung hindi ka pumasok sa metapisika at nauunawaan ang kakanyahan ng kababalaghan, kung gayon ang batayan ng walang hanggang paghaharap ay ang takot sa kadiliman, o sa halip, ang kawalan ng liwanag.
Ang mata ng tao at ang electromagnetic spectrum
Ang mata ng tao ay idinisenyo upang makita ng mga tao ang mga electromagnetic vibrations ng isang partikular na wavelength. Ang pinakamahabang wavelength ay nabibilang sa pulang ilaw (λ=380 nanometer), ang pinakamaikling - violet (λ=780 nanometer). Ang buong spectrum ng mga electromagnetic oscillations ay mas malawak, at ang nakikitang bahagi nito ay sumasakop lamang sa isang maliit na bahagi. Nakikita ng isang tao ang mga infrared na panginginig ng boses gamit ang isa pang sense organ - ang balat. Ang bahaging ito ng spectrum na kilala ng mga tao bilang init. May nakakakita ng kaunting ultraviolet (isipin ang pangunahing karakter sa pelikulang "Planet Ka-Pax").
Pangunahing channelang impormasyon para sa isang tao ay ang mata. Samakatuwid, nawawalan ng kakayahan ang mga tao na tasahin kung ano ang nangyayari sa paligid kapag nawala ang nakikitang liwanag pagkatapos ng paglubog ng araw. Ang madilim na kagubatan ay nagiging hindi mapigil, mapanganib. At kung saan may panganib, naroon din ang pangamba na may dumating na hindi kilalang tao at "kagatin ang bariles." Ang mga nakakatakot at masasamang nilalang ay nabubuhay sa dilim, ngunit ang mga mabait at maunawaing nilalang ay nabubuhay sa liwanag.
Scale ng electromagnetic waves. Unang Bahagi: Mababang Enerhiya
Kapag isinasaalang-alang ang kemikal na pagkilos ng liwanag, ang physics ay nangangahulugan ng karaniwang nakikitang spectrum.
Upang maunawaan kung ano ang liwanag sa pangkalahatan, dapat mo munang pag-usapan ang lahat ng posibleng opsyon para sa mga electromagnetic oscillations:
- Mga radio wave. Napakahaba ng kanilang wavelength na kaya nilang umikot sa Earth. Ang mga ito ay makikita mula sa ionic layer ng planeta at nagdadala ng impormasyon sa mga tao. Ang kanilang frequency ay 300 gigahertz o mas mababa, at ang wavelength ay mula sa 1 millimeter o higit pa (sa hinaharap - hanggang infinity).
- Infrared radiation. Tulad ng sinabi namin sa itaas, nakikita ng isang tao ang infrared range bilang init. Ang wavelength ng bahaging ito ng spectrum ay mas mataas kaysa sa nakikita - mula 1 millimeter hanggang 780 nanometer, at mas mababa ang frequency - mula 300 hanggang 429 terahertz.
- Nakikitang spectrum. Ang bahaging iyon ng buong sukat na nakikita ng mata ng tao. Wavelength mula 380 hanggang 780 nanometer, dalas mula 429 hanggang 750 terahertz.
Scale ng electromagnetic waves. Ikalawang Bahagi: Mataas na Enerhiya
Ang mga alon na nakalista sa ibaba ay may dobleng kahulugan: ang mga ito ay nakamamataymapanganib sa buhay, ngunit sa parehong oras, kung wala ang mga ito, hindi maaaring lumitaw ang biyolohikal na pag-iral.
- UV radiation. Ang enerhiya ng mga photon na ito ay mas mataas kaysa sa mga nakikita. Ang mga ito ay ibinibigay ng ating sentral na luminary, ang Araw. At ang mga katangian ng radiation ay ang mga sumusunod: wavelength mula 10 hanggang 380 nanometer, frequency mula 31014 hanggang 31016 Hertz.
- X-ray. Ang sinumang may mga bali ng buto ay pamilyar sa kanila. Ngunit ang mga alon na ito ay ginagamit hindi lamang sa medisina. At ang kanilang mga electron ay kumikinang sa mataas na bilis, na bumabagal sa isang malakas na larangan, o mabibigat na mga atomo, kung saan ang isang elektron ay napunit mula sa panloob na kabibi. Wavelength mula 5 picometers hanggang 10 nanometer, frequency ranges sa pagitan ng 31016-61019 Hertz.
- Gamma radiation. Ang enerhiya ng mga alon na ito ay madalas na tumutugma sa enerhiya ng X-ray. Ang kanilang spectrum ay makabuluhang nagsasapawan, tanging ang pinagmumulan ng pinagmulan ang naiiba. Gamma rays ay ginawa lamang ng nuclear radioactive na proseso. Ngunit, hindi tulad ng X-ray, ang γ-radiation ay may kakayahang magkaroon ng mas mataas na enerhiya.
Ibinigay namin ang mga pangunahing seksyon ng sukat ng mga electromagnetic wave. Ang bawat isa sa mga hanay ay nahahati sa mas maliliit na seksyon. Halimbawa, kadalasang maririnig ang "hard x-ray" o "vacuum ultraviolet". Ngunit ang dibisyong ito mismo ay may kondisyon: medyo mahirap matukoy kung nasaan ang mga hangganan ng isa at ang simula ng isa pang spectrum.
Ilaw at memorya
Gaya ng nasabi na natin, ang utak ng tao ay tumatanggap ng pangunahing daloy ng impormasyon sa pamamagitan ng pangitain. Ngunit paano mo ise-save ang mahahalagang sandali? Bago ang pag-imbento ng litrato (ang kemikal na pagkilos ng liwanag ay kasangkot ditodirektang proseso), maaaring isulat ng isa ang kanyang mga impresyon sa isang talaarawan o tumawag ng isang artista upang magpinta ng isang larawan o isang larawan. Ang unang paraan ay nagkakasala ng pagiging subjectivity, ang pangalawa - hindi lahat ay kayang bayaran ito.
Gaya ng nakasanayan, nakatulong ang pagkakataon na makahanap ng alternatibo sa panitikan at pagpipinta. Matagal nang alam ang kakayahan ng silver nitrate (AgNO3) na umitim sa hangin. Batay sa katotohanang ito, isang larawan ang ginawa. Ang kemikal na epekto ng liwanag ay ang enerhiya ng photon ay nag-aambag sa paghihiwalay ng purong pilak mula sa asin nito. Ang reaksyon ay hindi nangangahulugang puro pisikal.
Noong 1725, ang German physicist na si I. G. Schultz ay hindi sinasadyang naghalo ng nitric acid, kung saan ang pilak ay natunaw, na may chalk. At saka ko rin hindi sinasadyang napansin na ang sikat ng araw ay nagpapadilim sa timpla.
Ilang imbensyon ang sumunod. Ang mga larawan ay naka-print sa tanso, papel, salamin, at panghuli sa plastic film.
mga eksperimento ni Lebedev
Sinabi namin sa itaas na ang praktikal na pangangailangang mag-save ng mga larawan ay humantong sa mga eksperimento, at kalaunan sa mga teoretikal na pagtuklas. Minsan ito ay nangyayari sa kabaligtaran: ang isang nakalkula na katotohanan ay kailangang kumpirmahin sa pamamagitan ng eksperimento. Ang katotohanan na ang mga photon ng liwanag ay hindi lamang mga alon, kundi pati na rin mga particle, matagal nang nahulaan ng mga siyentipiko.
Lebedev ay gumawa ng device batay sa mga balanse ng torsion. Nang bumagsak ang liwanag sa mga plato, lumihis ang arrow mula sa posisyong "0". Kaya napatunayan na ang mga photon ay nagpapadala ng momentum sa mga ibabaw, na nangangahulugan na sila ay naglalagay ng presyon sa kanila. At ang pagkilos ng kemikal ng liwanag ay may malaking kinalaman dito.
Tulad ng ipinakita na ni Einstein, ang masa at enerhiya ay iisa at pareho. Dahil dito, ang photon, "natutunaw" sa sangkap, ay nagbibigay ng kakanyahan nito. Maaaring gamitin ng katawan ang natanggap na enerhiya sa iba't ibang paraan, kabilang ang para sa mga pagbabagong kemikal.
Nobel Prize at mga electron
Nabanggit na ang siyentipikong si Albert Einstein ay kilala sa kanyang espesyal na teorya ng relativity, formula E=mc2 at patunay ng relativistic effects. Ngunit natanggap niya ang pangunahing premyo ng agham hindi para dito, ngunit para sa isa pang napaka-kagiliw-giliw na pagtuklas. Pinatunayan ni Einstein sa isang serye ng mga eksperimento na ang liwanag ay maaaring "bunutin" ang isang electron mula sa ibabaw ng isang iluminadong katawan. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na external photoelectric effect. Maya-maya, natuklasan ng parehong Einstein na mayroon ding panloob na photoelectric effect: kapag ang isang elektron sa ilalim ng impluwensya ng liwanag ay hindi umalis sa katawan, ngunit muling ipinamahagi, ito ay pumasa sa conduction band. At binabago ng iluminated substance ang katangian ng conductivity!
Ang mga field kung saan inilalapat ang phenomenon na ito ay marami: mula sa mga cathode lamp hanggang sa "inclusion" sa semiconductor network. Ang ating buhay sa modernong anyo nito ay magiging imposible nang walang paggamit ng photoelectric effect. Ang kemikal na epekto ng liwanag ay nagpapatunay lamang na ang enerhiya ng isang photon sa bagay ay maaaring ma-convert sa iba't ibang anyo.
Ozone hole at white spot
Medyo mas mataas, sinabi namin na kapag nangyari ang mga kemikal na reaksyon sa ilalim ng impluwensya ng electromagnetic radiation, ipinapahiwatig ang optical range. Ang halimbawang gusto naming ibigay ngayon ay higit pa rito.
Kamakailan, pinatunog ng mga siyentipiko sa buong mundo ang alarma: sa Antarcticaang ozone hole ay nakabitin, ito ay lumalawak sa lahat ng oras, at ito ay tiyak na magwawakas ng masama para sa Earth. Ngunit pagkatapos ay lumabas na ang lahat ay hindi nakakatakot. Una, ang ozone layer sa ikaanim na kontinente ay mas manipis kaysa sa ibang lugar. Pangalawa, ang pagbabagu-bago sa laki ng lugar na ito ay hindi nakadepende sa aktibidad ng tao, natutukoy ang mga ito sa tindi ng sikat ng araw.
Ngunit saan nagmula ang ozone? At ito ay isang light-chemical reaction lamang. Ang ultraviolet na inilalabas ng araw ay nakakatugon sa oxygen sa itaas na kapaligiran. Mayroong maraming ultraviolet, maliit na oxygen, at ito ay bihira. Sa itaas lamang ng open space at vacuum. At ang enerhiya ng ultraviolet radiation ay may kakayahang hatiin ang stable na O2 molecules sa dalawang atomic oxygens. At pagkatapos ay ang susunod na UV quantum ay nag-aambag sa paglikha ng O3 na koneksyon. Ito ay ozone.
Ang ozone gas ay nakamamatay sa lahat ng may buhay. Napakabisa nito sa pagpatay ng bacteria at virus na ginagamit ng tao. Ang isang maliit na konsentrasyon ng gas sa atmospera ay hindi nakakapinsala, ngunit ipinagbabawal ang paglanghap ng purong ozone.
At ang gas na ito ay napakaepektibong sumisipsip ng ultraviolet quanta. Samakatuwid, ang ozone layer ay napakahalaga: pinoprotektahan nito ang mga naninirahan sa ibabaw ng planeta mula sa labis na radiation na maaaring isterilisado o pumatay sa lahat ng biological na organismo. Umaasa kami na ngayon ay malinaw na kung ano ang kemikal na epekto ng liwanag.
