Absorbția de fotoni

Până în prezent, neutrinul a fost foarte similar cu fotonul. La fel ca fotonii, neutrinii nu sunt încărcate, nu are nici o masă, întotdeauna se deplasează cu viteza luminii. Ambele particule au de spin. Spin foton +1 sau -1, în timp ce spin-neutrino +1/2 sau -1/2 (diferență nesemnificativă). Cu toate acestea, există o diferență interesantă și chiar surprinzătoare, care ne va ajuta să înțelegem următoarele argumente între ele.

Să examinăm două evenimente abordate în timp. Să persoana care deține mingea, se aruncă, să zicem, la sud. În cazul în care mingea este aproape de om, se deplasează în direcția opusă, omul ridică mâna și prinde-l. În primul caz, succesiunea evenimentelor a fost după cum urmează: 1) persoana care deține mingea, 2) o persoană care aruncă o minge, 3) mingea zboară spre sud. Mișcarea, timp inversat, aceasta a avut o secvență diferită de evenimente: 1) mingea zboară spre nord, 2) o persoană care prinde mingea, și 3) persoana care deține mingea. Toate acestea sunt foarte amintește de filmul pe care prima parcurgere într-o direcție și apoi în opusul.

Încercați să extindă acest principiu lumii subatomice Dacă un electron din atom este transferat dintr-o stare excitată într-o mai puțin excitat, acesta emite un foton de lumină vizibilă, a cărei lungime de undă depinde de diferența de energie dintre stările excitate ale atomului. Același atom poate absorbi sau „prinde“ foton cu exact aceeași lungime de undă, electronilor se mută de la stat mai puțin excitat la o stare mai excitat. Fiecare tip de atom emite fotoni de anumite lungimi de undă (în funcție de mărimea energiei sale stare excitată) și în condiții adecvate absoarbe fotonii cu exact aceleași lungimi de undă.

Cu toate acestea, diferența dintre înainte și inversat în caz de timp nu există doar în schimbarea de direcție și coerență. Prinde mingea mai greu decât arunca. A aruncat mingea, ai pus în mișcare un obiect fix, și totul depinde de tine. Cu timpul, puteți lua în mod convenabil mingea, urmăresc cu atenție și așa mai departe. D. Când prinde mingea, trebuie să se ocupe de obiect în mișcare și căscat o dată. După cum se apropie de minge, este necesar să se înțeleagă rapid, deoarece mingea va rămâne la îndemâna unui al doilea. În această fracțiune de secundă, trebuie să aveți timp pentru a ajunge exact în direcția mingea și opri. Dacă ți-e dor, mingea zburand.

Același lucru se întâmplă și cu atomul emite un foton. Un astfel de atom emite un foton in timp, care în medie este de aproximativ 10 -8 sec. În consecință, atomul, ca să spunem așa, el reușește timpul său și emite un foton atunci când este convenabil.

Pentru a absorbi același foton, atomul trebuie sa fie de 10 -8 sec, care este o consecință firească a reversibilității evenimentelor. Dar atomul poate absorbi un foton, fără complicații mult. Photon se mută la viteza luminii și nu rămâne în apropierea atomului în timpul intervalului de timp de 10 -8 sec. În această perioadă de timp, un foton de lumină este zboară o medie de 300 cm. Unii fotoni pot călători o distanță mai mare, în timp ce altele sunt mai mici. Este de înțeles de ce atomii sunt, de obicei, foarte dificil de a prinde fotoni: în fapt, dimensiunea atomului este mult mai mică decât această distanță! (În mod similar, este dificil de a prinde bilele de baschet zboară prea repede). Cu toate acestea, atomul de accident poate prinde și de a absorbi un foton.

Toate cele de mai sus sugerează că fotonul nu are propriul dimensiune; atunci când, de fapt, dimensiunea sa este destul de mare. foton tipic de lumina vizibila are o lungime de undă de aproximativ 1/20 000 cm. Această lungime se potrivește într-un rând în jurul valorii de o mie de atomi. Photon luminii vizibile poate fi reprezentat ca un anumit domeniu de aplicare, diametrul care este de o mie de ori mai mare decât diametrul atomului, iar volumul 1000000000 ori mai mare decât volumul atomului. În orice moment, un foton de contact usor cu aproximativ un miliard de atomi, unul dintre care reușește să prindă și să-l absoarbă.

Prin urmare, adâncimea la care fotonii pătrunde în substanța absorbției nu este de 300 cm, iar un miliard de ori m mai mic. E. 3 · 10 -7 cm.

La această distanță se poate încadra într-un număr nu mai mult de 10-15 atomi. Acest lucru înseamnă că absorbția unui foton la momentul în care substanța nu pătrunde mai adânc decât 10-15 straturi atomice. Grosimea 10-15 atomi - o adiere la scară convențională, astfel încât cele mai multe solide, chiar sub formă de filme subtiri sunt opace la lumină (deși folia de aur poate fi făcută atât de subțire încât este transparent).

Este mai scurtă lungimea de undă a luminii, fotonul mai mici, mai puțin atomi în contact cu ea, în orice moment dat și, prin urmare, calea mai lungă se trece prin materialul inainte de absorbtie. Din acest motiv, că lumina UV penetreaza pielea umană mai adâncă decât lumina vizibilă; Razele X trec liber prin țesutul moale al corpului, și a opri materialul osos doar mai dens; și razelor y pătrunde material dens pentru mulți centimetri. (Desigur, lumina vizibila parcurge o distanță considerabilă de materiale cum ar fi sticla sau cuarț, să nu mai vorbim de cele mai lichide, dar este obiectul unei revizuiri separate).

Ponderea pe pagina