მსუბუქი წნევის საინტერესო ფაქტები. ზოგადი ინფორმაცია სინათლის შესახებ

გამარჯობა ყველას! დღეს ცოტას გეტყვით სინათლეზე, როგორ ფიზიკური ფენომენი, და არა გოგოზე სახელად სვეტა.

ღმერთმა კი თქვა – „იყოს სინათლე!“... მეცნიერთა აზრით. ეს ბრძანება გაისმა დიდი აფეთქებიდან არა უადრეს ნახევარი მილიონი წლის შემდეგ, რადგან ამ მომენტამდე სინათლის ფოტონებს უბრალოდ არ ჰქონდათ თავისუფლად გადაადგილების შესაძლებლობა მატერიის "ხალხმრავლობის" და სიმკვრივის გამო.
ჩვენ ჯერ კიდევ შეგვიძლია დავინახოთ ეს ფოტონები, თუმცა მხოლოდ მგრძნობიარე ინსტრუმენტების დახმარებით. ისინი ქმნიან ეგრეთ წოდებულ ფონურ მიკროტალღურ გამოსხივებას, რომელიც არის იმ დიდი აფეთქების ექო.
სინათლე ~299,8 ათასი კილომეტრი წამში მაქსიმალური სიჩქარით მოძრაობს მხოლოდ აბსოლუტურ ვაკუუმში. როგორ უფრო მაღალი სიმკვრივეგარემოში, რაც უფრო ნელა მოძრაობს სინათლე, მაგალითად, ალმასში ეს მნიშვნელობა თითქმის 2,5-ჯერ ნაკლებია - 124 ათასი კილომეტრი წამში.
ეს ნიმუში (პუნქტი 3) შემთხვევითი არ არის - როდესაც ფოტონები ხვდებიან ალმასის სისქეზე, ისინი არაერთხელ აისახება კვანძებიდან. ბროლის გისოსი, ისევ და ისევ... სწორედ ამ გრძელი, რთული მოგზაურობის გამო აქვს ალმასებს განსაკუთრებული, უნიკალური ბზინვარება.
ფიზიკის თვალსაზრისით, სათვალე ასწორებს მხედველობას ზუსტად იმიტომ, რომ ლინზების მასალას აქვს მეტი გარემო ჰაერი, სიმკვრივე და სინათლის სხივებიჩერდებიან მასში, როდესაც გადიან სხვადასხვა ადგილებში სხვადასხვა პერიოდის განმავლობაში.
ძველი ბერძენი ფილოსოფოსი პლატონი თვლიდა, რომ ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ მიმდებარე ობიექტები სპეციალური მანათობელი საცეცების წყალობით, რომლებიც იზრდება ჩვენი თვალებიდან და მუდმივად "გასინჯავს" გარემოს.
გასაკვირია, რომ პლატონი ნაწილობრივ მართალი იყო - ჩვენი სხეული ნამდვილად ანათებს ბიოლუმინესცენციის ფენომენის წყალობით. განსაკუთრებით ვბრწყინავთ შუადღისას და ყველაზე მეტად ნათელი ადგილები- ტუჩები და ლოყები. ეს ფენომენი ხდება ქიმიური რეაქციების და ე.წ. თავისუფალი რადიკალების გამოყოფის გამო.
ბიოლუმინესცენცია ოკეანეში სინათლის მთავარი წყაროა - 300 მეტრზე მეტ სიღრმეზე მყოფი ყველა ცოცხალი არსების 90% ბუნებრივად ანათებს, რაც შეუიარაღებელი თვალითაც ჩანს, განსხვავებით ადამიანების ბზინვარებისგან.
ინკანდესენტური ნათურები მოხმარებული ელექტროენერგიის 10%-ზე ნაკლებს გარდაქმნის სინათლედ. დარჩენილი 90% გარდაიქმნება სითბოდ. 2012 წლისთვის ასეთი ნათურები შესაძლოა აიკრძალოს ევროპის ბევრ ქვეყანაში.
სინათლეს არ აქვს მასა, მაგრამ აქვს კინეტიკური ენერგია, "დაჭერით" განათებულ ობიექტზე. დიზაინერები დიდი ხანია ცდილობენ გამოიყენონ ეს ენერგია კოსმოსური ხომალდის ასაწევად.
ლაზერული დიაპაზონის მპოვნელის გამოყენებით დადგინდა, რომ მთვარე დედამიწას ყოველწლიურად თითქმის 4 სანტიმეტრით შორდება.
ჩვენი თვალით ხილული სინათლე არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მთელი მრავალფეროვნების მხოლოდ ათი მილიარდი ნაწილი - დაბალი სიხშირიდან გამა სხივებამდე, რომელიც აღწევს მიმდებარე სივრცეში.
ოქროს თევზი ხედავს ინფრაწითელ შუქზე, ხოლო ხოჭოებს, ფრინველებს და ხვლიკებს ულტრაიისფერი შუქით.
სიტყვა "ფოტოგრაფია" ნიშნავს "შუქით წერას". ეს ტერმინი მე-19 საუკუნეში გამოიგონა ასტრონომმა ჯონ ჰერშელმა, რომელმაც აღმოაჩინა ულტრაიისფერი გამოსხივება.
დღისა და ღამის ხანგრძლივობა მთელ დედამიწაზე ერთნაირია გაზაფხულის ბუნიობაზე, რომელიც მოდის ამ წლის 20 მარტს.
ჩრდილოეთის ნათება მაშინ ჩნდება, როდესაც მზის სინათლის ნაწილაკები ატმოსფეროს ზედა ნაწილებში აღაგზნებს ატომებს. ჟანგბადის ატომები ანათებენ მწვანედ, აზოტის ატომები ანათებენ ლურჯი და წითელი.
ძირძველი ესკიმოსები თვლიან, რომ ჩრდილოეთის ნათება არის სულები, რომლებიც თამაშობენ ბურთს წყალქვეშა თავის ქალასთან. გამომგონებლები!

სინათლე საოცარი მოვლენაა, ის პირდაპირია და ფიგურალურადანათებს ჩვენს ცხოვრებას მრავალი თვალსაზრისით.

გაერომ 2015 წელი სინათლის საერთაშორისო წლად გამოაცხადა, რათა „დედამიწის მცხოვრებლებს ეჩვენებინა სინათლისა და ოპტიკური ტექნოლოგიების მნიშვნელობა ცხოვრებაში, მომავლისთვის და საზოგადოების განვითარებისთვის“.

მზის შუქი 1. კოსმოსიდან დანახვისას მზე სინამდვილეში თეთრია, რადგან მისი სინათლე არ არის მიმოფანტული ჩვენი ატმოსფეროდან. ვენერადან მზეს საერთოდ ვერ ნახავთ, რადგან იქ ატმოსფერო ძალიან მკვრივია.2. ადამიანები ბიოლუმინესცენტურია მეტაბოლური რეაქციების გამო, მაგრამ ჩვენი ბზინვარება 1000-ჯერ სუსტია, ვიდრე შეუიარაღებელი თვალით ჩანს.
3. მზის შუქს შეუძლია შეაღწიოს ოკეანეში დაახლოებით 80 მეტრით. თუ 2000 მეტრის სიღრმეზე ჩახვალთ, შეგიძლიათ იპოვოთ ბიოლუმინესცენტური ბერ-თევზი, რომელიც თავის მსხვერპლს მბზინავი ხორცით იზიდავს.
4. მცენარეები მწვანეა, რადგან ისინი ირეკლავენ მწვანე შუქს და შთანთქავენ სხვა ფერებს ფოტოსინთეზისთვის. თუ მცენარეს მწვანე შუქის ქვეშ მოათავსებთ, ის დიდი ალბათობით მოკვდება.
5. ჩრდილოეთი და სამხრეთი ავრორახდება მაშინ, როდესაც მზის ანთებებიდან „ქარი“ ურთიერთქმედებს დედამიწის ატმოსფეროში არსებულ ნაწილაკებთან. ესკიმოსის ლეგენდების თანახმად, ავრორა არის მიცვალებულთა სულები, რომლებიც ფეხბურთს თამაშობენ წყალმცენარეების თავით.
6. 1 წამში მზე ასხივებს საკმარის ენერგიას, რომ მთელი მსოფლიო უზრუნველყოს მისით მილიონი წლის განმავლობაში.

საინტერესო ფაქტები სინათლის შესახებ
7. მსოფლიოში ყველაზე გრძელი ნათურა კალიფორნიის სახანძრო განყოფილებაში ასწლოვანი ნათურაა. ის განუწყვეტლივ იწვის 1901 წლიდან.

8. მსუბუქი ცემინების რეფლექსი, რომელიც იწვევს ცემინების უკონტროლო შეტევებს კაშკაშა შუქის არსებობისას, ჩნდება ადამიანთა 18-დან 35 პროცენტამდე, თუმცა ვერავინ ხსნის რატომ ხდება ეს. მასთან გამკლავების ერთ-ერთი გზა არის მზის სათვალეების ტარება.
9. ორმაგ ცისარტყელაში სინათლე ორჯერ აირეკლება წყლის თითოეულ წვეთში, ხოლო გარე ცისარტყელაში ფერები საპირისპირო თანმიმდევრობითაა.
10. ზოგიერთი ცხოველი ხედავს სინათლეს, რომელსაც ჩვენ ვერ ვხედავთ. ფუტკრები ხედავენ ულტრაიისფერი შუქი, ხოლო ჭყლეტის გველები ხედავენ ინფრაწითელ შუქს.
11. ნიაგარას ჩანჩქერი პირველად 1879 წელს განათდა ელექტროენერგიით, განათების ექვივალენტით 32000 სანთელი. დღეს ნიაგარას ჩანჩქერის განათება უდრის 250 მილიონი სანთლის განათებას.
12. როდესაც სინათლე გადის სხვადასხვა ნივთიერებებში, ის ანელებს და ირღვევა. ამრიგად, ობიექტივი ამახვილებს სხივებს ერთ წერტილში და შეუძლია ქაღალდის ცეცხლს.

სინათლის კანონები
13. სინათლეს აქვს იმპულსი. მეცნიერები ავითარებენ გზებს, რათა გამოიყენონ ეს ენერგია შორ მანძილზე კოსმოსური მოგზაურობისთვის.

14. ბაყაყის თვალები იმდენად მგრძნობიარეა სინათლის მიმართ, რომ სინგაპურის მკვლევარები იყენებენ მათ წარმოუდგენლად ზუსტი ფოტონების დეტექტორების შესაქმნელად.
15. ხილული სინათლე მხოლოდ ელექტრომაგნიტური სპექტრის ნაწილია, რომელსაც ჩვენი თვალები ხედავს. სწორედ ამიტომ არის LED ნათურები ასეთი ეკონომიური. ინკანდესენტური ნათურებისგან განსხვავებით, LED ნათურები მხოლოდ ხილულ სინათლეს ასხივებენ.
16. ციცინათელები 100%-იანი ეფექტურობით ქიმიურ რეაქციით ასხივებენ გრილ ბზინვარებას. მეცნიერები მუშაობენ ციცინათელების იმიტაციაზე, რათა შექმნან უფრო ენერგოეფექტური LED-ები.
17. იმის შესასწავლად, თუ როგორ აღიქვამს ჩვენი თვალები სინათლეს, ისააკ ნიუტონმა ნემსები ჩადო თვალის ბუდეში. ის ცდილობდა გაეგო, არის თუ არა სინათლე გარედან მომდინარე რაღაცის შედეგი თუ შიგნიდან. (პასუხი: ორივე ვარაუდი სწორია, რადგან თვალებში არსებული წნელები რეაგირებს გარკვეულ სიხშირეებზე).
18. თუ მზე მოულოდნელად ამოიწურა, დედამიწაზე ვერავინ შეამჩნევდა მას კიდევ 8 წუთი 17 წამი. ეს დრო სჭირდება მზის სინათლედედამიწამდე მისასვლელად. მაგრამ არ ინერვიულოთ, მზეს კიდევ 5 მილიარდი წლის საწვავი დარჩა.
19. მიუხედავად მათი სახელისა, შავი ხვრელები სინამდვილეში ყველაზე კაშკაშა ობიექტებია სამყაროში. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ვერ ვხედავთ მოვლენათა ჰორიზონტის მიღმა, მათ შეუძლიათ უფრო მეტი ენერგიის გამომუშავება, ვიდრე გალაქტიკები, რომლებშიც ისინი მდებარეობს.
20. ცისარტყელა წარმოიქმნება მაშინ, როცა სინათლე ჰაერში წყლის წვეთებს ხვდება, ირღვევა და აირეკლება წვეთში და ისევ იფეთქება და ტოვებს მას.

ზოგადი ინფორმაციასინათლის შესახებ.

სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ენერგია, რომელსაც ურთიერთქმედების შემდეგ გარემოშედის თვალში, სადაც ქიმიური და ფიზიკური რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება ელექტრული იმპულსები, რომლებსაც ტვინი აღიქვამს.

გამოცდილებით, ჩვენი ტვინი სწავლობს ამოიცნოს და ამოიცნოს მრავალი სურათი და ანაბეჭდი, რომელსაც სინათლე ქმნის ჩვენს გარშემო არსებულ რეალობაზე. ბავშვი იღებს საგანს, ერთი წუთით უყურებს, შემდეგ პირში დებს. მისი ენა არის შესანიშნავი სენსორი და შეუძლია განსაზღვროს ობიექტის ზედაპირის ფორმა და გარეგნობა თითქმის ისევე, როგორც თვალი და ზოგჯერ უკეთესიც. ბავშვი სწავლობს მის მიერ ნანახის ასოცირებას იმ ფორმასთან, რომელიც მას ენამ აღწერა. დროთა განმავლობაში ბავშვი გაიგებს, რომ ერთი და იგივე საგანი შეიძლება განსხვავებულად გამოიყურებოდეს იმის მიხედვით, თუ როგორ იჭერს მას, მიუხედავად იმისა, რომ ის მაინც იგივე საგანია. ეს აშკარაა, შეიძლება იფიქროთ, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ ადამიანებს, რომლებიც დაბადებიდან ბრმა იყვნენ და მედიცინამ მხედველობა აღუდგინა, ძალიან უჭირთ ზემოთქმულის გაგება. მათთვის ასევე რთულია ჩრდილისა და ასახვის მნიშვნელობის აღქმა, რომლის არსი მხედველმა ადამიანებმა დაბადებიდან იციან. და მხოლოდ იმიტომ, რომ ხედავ, არ ნიშნავს იმას, რომ შეგიძლია გაიგო რასაც ხედავ.

ეს არის განსხვავება მონაცემებსა და ინფორმაციას შორის. მონაცემები არის სინათლის გამოსახულება, რომელიც წარმოიქმნება თვალის ბადურაზე. ინფორმაცია არის ამ სურათის ინტერპრეტაცია ჩვენი ტვინის მიერ.

ნებისმიერი სახის გამოსახულების შექმნისას, თქვენ ცდილობთ ბადურაზე მსუბუქი გამოსახულების შექმნას ისე, რომ იგი ტვინმა განიმარტოს, როგორც ობიექტი, რომელიც ამ სურათს აჩვენებს. გაწვრთნილ ტვინს შეუძლია ამოღება უზარმაზარი თანხაინფორმაცია სურათიდან. ამის წყალობით, ჩვენს თავში შეგვიძლია მივიღოთ ორგანზომილებიან სურათზე გამოსახული სცენის სრული სამგანზომილებიანი წარმოდგენა. ამის მისაღებად ჩვენი ტვინი აანალიზებს სცენასთან სინათლის ურთიერთქმედების თანმიმდევრობას (სურათზე გამოსახული ობიექტების ნაკრები) და ამ მონაცემთა ანალიზის საფუძველზე გვაძლევს სცენის საბოლოო სამგანზომილებიან წარმოდგენას.

კომპიუტერულ გამოსახულებაში გამოყენებული განათების შაბლონების მრავალფეროვნება არის მცდელობა გაზარდოს იმ ინფორმაციის რაოდენობა, რომელსაც ტვინი შეუძლია ამოიღოს. როდესაც თქვენ, როგორც პროგრამისტი, წერთ გრაფიკული კოდის ნაწილებს, არ უნდა იფიქროთ: „ვწერ Phong-ის დაჩრდილვის რუტინას“, არამედ უნდა იფიქროთ: „ვიზუალურ ხრიკს ვიყენებ, რომ ტვინი მივიყვანო. სწორად ინტერპრეტაცია."

ადამიანის ტვინიშეუძლია 4-ის ამოღება და ინტერპრეტაცია საინფორმაციო რესურსიხილული მონაცემების ნაკადიდან.

ეს გარეგნობაობიექტი (სუბიექტი) სცენაზე, მისი ხილული საზღვრები და კიდეები. ადამიანის თვალს აქვს უნარი გააუმჯობესოს აღქმული გამოსახულების სიცხადე, რაც შესაძლებელს ხდის უფრო თავდაჯერებულად ამოიცნოს ობიექტების კიდეები; (აღსანიშნავია, რომ ბევრი კომპიუტერული გამოსახულების დამუშავების პროგრამა იყენებს ალგორითმებს სიცხადის გაუმჯობესების შესაქმნელად, რაც ადამიანის თვალით არის წარმოქმნილი.)

2) ჩრდილები

მაჩვენებლები და ჩრდილები. ზედაპირების ტონი და სტრუქტურა.

ადამიანის თვალით სამი ფერის ამოცნობა შესაძლებელია - წითელი, მწვანე და ლურჯი.

4) მოძრაობა.

ადამიანის ტვინი განსაკუთრებით მგრძნობიარეა საგნების მოძრაობის მიმართ. იდეალურად "შენიღბული" ცხოველი მყისიერად გამოვლინდება, თუ ის გადაადგილდება. ძალიან ხშირად, თუ დაკარგეთ კურსორი მონიტორის ეკრანზე, საუკეთესო გზაიპოვე - აწიე მაუსი.

ამ ოთხი საინფორმაციო რესურსის დამუშავებაზე პასუხისმგებელია ტვინის სპეციალური ნაწილები. ეს არაერთხელ დადასტურდა ადამიანის მიერ მიყენებული ტვინის ტრავმული დაზიანებების ანალიზისას. როგორც კი ადამიანი დაშავდება და კარგავს ტვინის იმ ნაწილს, რომელიც პასუხისმგებელია რომელიმე ზემოთ ჩამოთვლილ რესურსზე, მაშინვე კარგავს ამ ინფორმაციის აღქმის უნარს. მაგალითად, ერთ შემთხვევაში ქალმა დაკარგა მოძრაობის შეგრძნების უნარი. მას ხედავდა ისევე, როგორც ყველას, გარდა ობიექტების მოძრაობის მგრძნობიარობით ამოცნობის უნარისა. მაგალითად, ის ხედავდა მანქანებს გზაზე, მაგრამ ვერასოდეს გაიგებდა ერთი შეხედვით, მოძრაობდნენ თუ არა.

აღქმის უნარს ადამიანი თავისთავად თვლის. ზოგადად მიღებულია, რომ თუ თქვენ ხედავთ, მაშინ შეგიძლიათ განსაზღვროთ ფორმა, ჩრდილი, ფერი და მოძრაობა. მაგრამ ეს ყოველთვის ასე არ არის.

თანაბრად მნიშვნელოვანია ინფორმაცია, რომელსაც ტვინი ამატებს ან შლის ანალიზის დროს. როდესაც ჩვენ ვფიქრობთ, საქმე გვაქვს ინფორმაციის გიგანტურ რაოდენობასთან. უბრალოდ შეუძლებელი იქნებოდა ყველა ინფორმაციის წვრილმანამდე გაანალიზება და დამახსოვრება. დიახ, ეს არ არის საჭირო. ინფორმაციის (მონაცემების) უმეტესობას, რომელიც ჩვენამდე მოდის ხედვით, არავითარი ღირებულება არ აქვს. ტვინი ავტომატურად ფილტრავს ამ „ნაგავს“, რაც საშუალებას გვაძლევს კონცენტრირდეთ უფრო მნიშვნელოვან ინფორმაციაზე. რაც მთავარია, ტვინი ასევე ამატებს გამოტოვებულ ინფორმაციას. ადამიანის ხედვას აქვს „მკვდარი ლაქები“, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, ჩვენ ამას ვერ ვამჩნევთ, რადგან ხარვეზები ყოველთვის შეივსება შესაბამისი ინფორმაციით. ჩვენი ტვინი ბევრს პატიობს.

პროგრამისტისთვის ეს ნიშნავს, რომ მას არ სჭირდება სურათის სიზუსტით დახატვა უმცირეს დეტალებამდე. ამ დეტალების უმეტესობა უბრალოდ იგნორირებული იქნება და სხვა რამით „შეივსება“. თქვენი სურათი შეიძლება მნიშვნელოვნად გამარტივდეს. მაგალითად, ფილმში "ჯედაის დაბრუნება" ცნობილი "ვარსკვლავური ომებიდან" ერთ-ერთი კოსმოსური ხომალდი ჩვეულებრივი ფეხსაცმელია. მაგრამ ეს ვერავინ შეამჩნია, რადგან ელოდათ დანახვას კოსმოსური ხომალდი, და იმ ადგილას მართლაც იყო ობიექტი, რომელიც მას ჰგავდა თავისი ფორმით, რის გამოც ყველამ დაინახა კოსმოსური ხომალდი.

თქვენ შეგიძლიათ კიდევ უფრო გაამარტივოთ თქვენი საბოლოო სურათი, თუ სცენა მოძრაობაშია. დააპაუზეთ VCR და შეხედეთ უძრავ სურათს, ის ცუდად გამოიყურება, მაგრამ ჩვენ არ ვამჩნევთ მას, როდესაც ის მოძრაობაშია.

რეალურ დროში გრაფიკული პროგრამისტის მიზანია უზრუნველყოს დაახლოების რუტინები კოდის გამომუშავებისას, რომელიც აძლიერებს რეალიზმს და ზუსტად გადმოსცემს თქვენს მიერ შექმნილ სამყაროს ატმოსფეროსა და სულისკვეთებას. ნება მიეცით ტვინს გააკეთოს დანარჩენი. ფოტორეალისტური გრაფიკის პროგრამისტის მიზანია სცადოს სინათლის ურთიერთქმედების სიმულაცია ობიექტებთან სცენაზე ისე ზუსტად, რომ გაუძლოს ადამიანის ტვინის მკაცრ შემოწმებას.

თქვენ ასევე უნდა გაითვალისწინოთ თვალის ორი თვისება:

1) თვალი ეგუება სცენის „საშუალო“ სიკაშკაშეს; ამიტომ, მუდმივი სიკაშკაშის არე უფრო კაშკაშა ან ღია ჩანს მუქ ფონზე, ვიდრე მსუბუქზე.

2) კიდევ ერთი რამ მნიშვნელოვანი ქონება: მუდმივი სიკაშკაშის უბნების საზღვრები უფრო კაშკაშა ჩანს.

ეს ეფექტი იწვევს სიკაშკაშის ვარდნას ზედმეტად მკვეთრ საზღვრის კიდეებზე, სადაც სიკაშკაშე იცვლება მიმდებარე სიბრტყეებს შორის. ამ ფენომენს ე.წ მახის ზოლის ეფექტი.

ნახ. აჩვენებს სიკაშკაშის რეალურ და აშკარა ცვლილებებს ზედაპირის გასწვრივ გამოწვეული პირდაპირი დათრგუნვათვალის რეცეპტორები.

სინათლეზე რეაგირებისას თვალის რეცეპტორებზე გავლენას ახდენს მეზობელი რეცეპტორები.

მის ნათელ მხარეს სიკაშკაშის განსხვავების საზღვარზე მდებარე რეცეპტორები ექვემდებარება უფრო ძლიერ სტიმულაციას, ვიდრე ისინი, რომლებიც მდებარეობს საზღვრიდან მოშორებით. ეს აიხსნება იმით, რომ ისინი< затормаживаются своими соседями с более ბნელი მხარე. პირიქით, საზღვრის ბნელ მხარეს მდებარე რეცეპტორები ნაკლებად ზიანდება, ვიდრე საზღვრიდან შორს. მიზეზი ის არის, რომ ისინი ექვემდებარებიან უფრო ძლიერ დათრგუნვას მეზობლების მხრიდან საზღვრის ნათელ მხარეს.

Mach band ეფექტი ხელს უშლის თვალის უნარს შექმნას სცენის გლუვი გამოსახულება. მრავალკუთხა სახეების რაოდენობის გაზრდით, ის შეიძლება შესუსტდეს, მაგრამ არ შეიძლება მთლიანად განადგურდეს.

განათების მოდელი.

სინათლის ენერგიის ინციდენტი ზედაპირზე შეიძლება იყოს:

¾ შეიწოვება (სითბოდ გადაქცეული);

¾ ასახული;

¾ აკლია.

ობიექტის დანახვა შესაძლებელია, თუ ის ირეკლავს ან გადასცემს სინათლეს. თუ საგანი შთანთქავს მთელ შუქს, მაშინ ის უხილავია და შავი სხეული ეწოდება. შთანთქმის, არეკლილი ან გადაცემული ენერგიის რაოდენობა დამოკიდებულია სინათლის ტალღის სიგრძეზე. თუ მხოლოდ გარკვეული ტალღის სიგრძე შეიწოვება, მაშინ ობიექტიდან გამომავალი სინათლის ენერგიის განაწილება იცვლება და ობიექტი ფერად გამოიყურება, ამრიგად, მწვანე ბალახი ირეკლავს მწვანე შუქს და შთანთქავს დანარჩენს.

არეკლილი სინათლის თვისებები დამოკიდებულია:

¾ ტიპის სინათლის წყარო;

მისი ორიენტაციის ¾;

¾ ზედაპირის თვისებები.

ობიექტის თვისებები

ობიექტების ამრეკლავი თვისებები აღწერილია არეკვლის კოეფიციენტებით, სიკაშკაშის კოეფიციენტით და ასახვის ინდიკატორით.

შემთხვევის სინათლის არეკვლის ბუნების მიხედვით ობიექტების კლასიფიკაციის საფუძველია არეკლილი სინათლის სივრცითი განაწილება. ობიექტის ზედაპირის სტრუქტურას აქვს გადამწყვეტი გავლენა განაწილების ბუნებაზე.

4 სახის ზედაპირი:

1. ორთოტროპული ზედაპირებიასახავს შემთხვევის შუქს თანაბრად (დიფუზურად) ყველა მიმართულებით. მათ დიფუზურს (ლამბერტიანს) უწოდებენ. ეს ზედაპირები დომინირებს ბუნებრივ და ხელოვნურ ობიექტებს შორის - ქვიშა, ფხვიერი თოვლი, მშრალი ასფალტი, ნიადაგი. გამორჩეული თვისებაა სიკაშკაშის დამოუკიდებლობა დამკვირვებლის პოზიციისგან.

2. სარკის ზედაპირებიასახავს შემთხვევის შუქს უპირატესად კუთხით, კუთხის ტოლიეცემა. მათ შორისაა სუფთა მინის ზედაპირები, პლასტმასი, ლითონის ზედაპირები, ყინული, მშრალი ქვები, ზედაპირები წყლის აუზები. როდესაც გამოიყენება რეალურ ობიექტებზე, ტერმინი „სარკის ზედაპირი“ მიუთითებს მოხვედრილი სინათლის არეკვლის მიმართულებებზე, მაგრამ არ ნიშნავს, რომ ასახვა ხდება კანონების სრული დაცვით. გეომეტრიული ოპტიკა. რეალური სპეკულარული ანარეკლებისთვის, არეკვლის კუთხე = დაცემის კუთხე (იდეალურად ამრეკლავი ზედაპირები სარკეა). ამ შემთხვევაში, ინციდენტის შუქი მიმოფანტულია გარკვეული მყარი კუთხით მაქსიმალურ მიმართულებასთან შედარებით.

3. ამრეკლავი ზედაპირებიასახავს სინათლეს უპირატესად წყაროსკენ. მათ უწოდებენ pitted, საწინააღმდეგო სარკის, ამრეკლავი. ეს ანარეკლი დამახასიათებელია კულტურებისთვის, მდელოებისთვის და სხვა მცენარეებისთვის.

4. შერეული ანარეკლი. ასეთი ზედაპირები ხასიათდება 2 ან 3 ტიპის ასახვის არსებობით. ზოგადად, შეიძლება განვასხვავოთ დიფუზური, სპეკულარული და ინვერსიული კომპონენტები, ხოლო ინდიკატორის აქვს 2 max. ეს ანარეკლი შეიმჩნევა ბრინჯის მინდვრებში, რასით დაფარულ მდელოებსა და სხვა მსგავს ობიექტებში.

უხეშობის სიმაღლის მატებასთან ერთად, სპეკულარული კომპონენტი მცირდება და ანარეკლი დიფუზურია. ზოგჯერ დიფუზური ასახვა ჭარბობს გლუვი ზედაპირის მქონე ობიექტებს (რძის მინა). იმ შემთხვევაში ყველაზეშემთხვევის სინათლე აღწევს ზედაპირულ ფენაში და იფანტება მცირე არაჰომოგენურობის მასით (დიფუზური გამოსხივება ობიექტის შიდა რეგიონებიდან).

ანარეკლი დიფუზური

ობიექტიდან ასახვა შეიძლება იყოს დიფუზური ან სპეკულარული. დიფუზური ასახვით, სინათლე თითქოს შეაღწევს ობიექტის ზედაპირის ქვეშ, შეიწოვება და ხელახლა გამოიყოფა. დამკვირვებლის პოზიციას არ აქვს მნიშვნელობა, რადგან დიფუზურად ასახული შუქი თანაბრად იფანტება ყველა მიმართულებით. სპეკულარული ასახვა ხდება ობიექტის გარე ზედაპირიდან. დიფუზური ასახვით, ზედაპირებს აქვთ იგივე სიკაშკაშე, ხედვის კუთხის მიუხედავად.

წერტილის წყაროს სინათლე აირეკლება ზედაპირიდან ლამბერტის კანონის მიხედვით:

არეკლილი სინათლის ინტენსივობა.

წერტილის წყაროს ინტენსივობა.

კოეფიციენტი დიფუზური ანარეკლი.

კუთხე სინათლის მიმართულებასა და ზედაპირთან ნორმალურ მიმართულებას შორის.

ობიექტები, რომლებიც განათებულია ერთი წერტილის სინათლის წყაროთ, კონტრასტში ჩნდება (ობიექტი ბნელ ოთახში ნათებასთან ერთად). არ არსებობს დიფუზური სინათლე, როგორც რეალურ სიტუაციაში, როდესაც გარემოდან არეკლილი სინათლე, მაგალითად, ოთახის კედლებიდან ან სხვა ობიექტებიდან, ასევე ეცემა ობიექტებს.

ამიტომ, ჩვენ შემოგთავაზებთ გაფანტვის კოეფიციენტს (const):

ასახული სინათლის ინტენსივობა;

გაფანტული სინათლის დიფუზური არეკვლის კოეფიციენტი.

თუ არსებობს 2 ობიექტი, იდენტურად ორიენტირებული წყაროსთან შედარებით, მაგრამ განლაგებულია სხვადასხვა მანძილზე, მაშინ მათი ინტენსივობა () ამ ფორმულის მიხედვით იგივე იქნება. მაგრამ დ.ბ. ობიექტამდე მანძილის უკუპროპორციულია.

შემდეგ განათების მოდელი მიიღებს ფორმას:

მანძილი ობიექტამდე წერტილის წყაროდან;

თვითნებური კონსტ.

თუ დაკვირვების წერტილი ვარაუდობენ, რომ არის , მაშინ იგი განისაზღვრება ობიექტის პოზიციით, რომელიც ყველაზე ახლოსაა დაკვირვების წერტილთან.

ფერადი ზედაპირებისთვის, განათების მოდელი გამოიყენება 3 ძირითადი ფერის თითოეულზე.

სარკისებური გამოსახულება

რას ნიშნავს ტერმინი "სრულყოფილი სარკე"? ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ ასეთ სარკეს აქვს იდეალურად გლუვი გაპრიალებული ზედაპირი, ამიტომ ერთი არეკლილი სხივი შეესაბამება მხოლოდ ერთ შემხვედრ სხივს. სარკე შეიძლება დაბნელდეს, ანუ შეიწოვოს სინათლის ენერგიის ნაწილი, მაგრამ წესი მაინც რჩება: ერთი სხივი ინციდენტია, ერთი აირეკლება. ასევე შეიძლება განიხილოს "არასრულყოფილი სარკე". ეს ნიშნავს, რომ ზედაპირი არათანაბარია. ერთი შემთხვევის სხივი წარმოქმნის რამდენიმე ასახულ სხივს, რომლებიც ქმნიან კონუსს, შესაძლოა ასიმეტრიულს, ღერძით იდეალური სარკის დაცემის სხივის ხაზის გასწვრივ. კონუსი შეესაბამება გარკვეული ინტენსივობის განაწილების კანონს, რომელთაგან უმარტივესი აღწერილია Phong-ის მოდელით - გარკვეულ სიმძლავრემდე აწეული კუთხის კოსინუსი.

სპეკულარული ასახვა შესაძლებელია ნებისმიერი მბზინავი ზედაპირიდან. მოდით გავანათოთ ვაშლი კაშკაშა შუქით - სინათლის სიკაშკაშე წარმოიქმნება სპეკულარული არეკვლის შედეგად, ხოლო ვაშლის დანარჩენი ნაწილიდან არეკლილი სინათლე დიფუზური იქნება. სინათლის ნათების ადგილას ვაშლი ჩნდება არა წითელი, არამედ თეთრი, ე.ი. შეფერილი შემთხვევის სინათლის ფერში. იმიტომ რომ სპეკულარულად ასახული სინათლე ფოკუსირებულია ასახვის ვექტორის გასწვრივ, მაჩვენებლები ასევე იცვლება დამკვირვებლის მოძრაობისას.

ფონგი იყო პირველი, ვინც შესთავაზა განათების მოდელში სპეკულარული ასახვის გათვალისწინება. ეს სიკაშკაშე მნიშვნელოვნად ზრდის გამოსახულების რეალიზმს, რადგან იშვიათი რეალური ზედაპირები არ ასახავს სინათლეს, ამიტომ ეს კომპონენტი ძალიან მნიშვნელოვანია. განსაკუთრებით მოძრაობაში, რადგან სიკაშკაშე მაშინვე აჩვენებს კამერის ან თავად ობიექტის პოზიციის ცვლილებას.

სინათლის სპეკულარული არეკვლა მიმართულია. არეკვლის კუთხე იდეალური ამრეკლი ზედაპირიდან (სარკე) = დაცემის კუთხე; ნებისმიერ სხვა პოზიციაზე დამკვირვებელი ვერ ხედავს სპეკულარულად ასახულ შუქს.

არაიდეალურად არეკლილი ზედაპირებისთვის (ვაშლი), არეკლილი სინათლის ინტენსივობა მკვეთრად ეცემა მატებასთან ერთად. გლუვ ზედაპირებზე განაწილება ვიწრო და ფოკუსირებულია, უხეში ზედაპირებისთვის კი უფრო ფართო.

Phong-ის ემპირიული მოდელი:

არეკვლის მრუდი არის სპეკულარულად ასახული სინათლის თანაფარდობა შემთხვევის სინათლესთან, როგორც დაცემის კუთხისა და ტალღის სიგრძის ფუნქცია.

დიდი ღირებულებები ნიძლევა ლითონებისა და სხვა მბზინავი ზედაპირების მახასიათებლების ფოკუსირებულ განაწილებას, ხოლო პატარები უფრო ფართო განაწილებას იძლევა დაბალი მბზინავი ზედაპირებისთვის.

ასახვის კოეფიციენტი ლითონებისთვის ( ნ) შეიძლება იყოს 80%-ზე მეტი, ხოლო არალითონებისთვის - მხოლოდ 4%.

ფუნქცია ძალიან რთულია, ამიტომ მას ჩვეულებრივ ცვლის კოეფიციენტი, რომელიც არჩეულია ესთეტიკური მიზეზების გამო ან განისაზღვრება ექსპერიმენტულად.

როგორც წესი, იგივეა სამივე ძირითადი ფერისთვის.

განათების მოდელი (დაჩრდილვის ფუნქცია):

თუ არის რამდენიმე ( მ) სინათლის წყაროები, მათი ეფექტები შეჯამებულია:

სინათლის გადაცემა (გამჭვირვალობა)

ზედაპირებს შეუძლიათ სინათლის გადაცემა მიმართულებით და დიფუზურად. რეჟისორისინათლის გადაცემა ხდება გამჭვირვალე ნივთიერებების (მინის) მეშვეობით. მათი მეშვეობით აშკარად ჩანს საგნები, მიუხედავად იმისა, რომ სინათლის სხივები ჩვეულებრივ ირღვევა, ე.ი. გადაუხვიოს თავდაპირველი მიმართულებიდან. დიფუზურისინათლის გადაცემა ხდება გამჭვირვალე მასალებით (გაყინული მინა), რომლებშიც ზედაპირული არაერთგვაროვნება იწვევს სინათლის სხივების შემთხვევით შერევას. ამიტომ, ასეთი მასალებით დათვალიერებული საგნის კონტურები ბუნდოვანია.

ერთი გარემოდან მეორეზე გადასვლისას სინათლის სხივი ირღვევა (წყლიდან გამოსული ჯოხი მოხრილი ჩანს). გარდატეხა გამოითვლება სნელის კანონის მიხედვით: შემხვედრი და გამტეხი სხივები ერთ სიბრტყეშია და განისაზღვრება დაცემის და გარდატეხის კუთხეები:

ორი მედიის რეფრაქციული ინდექსი.

სინათლის გადაცემის მოდელირება განხორციელდა რამდენიმე გზით. მათგან უმარტივესში რეფრაქცია საერთოდ არ იყო გათვალისწინებული და სინათლის სხივები კვეთდნენ ზედაპირს მიმართულების შეუცვლელად. რომ. ყველაფერი, რაც ჩანს მხედველობის ხაზზე გამჭვირვალე ზედაპირზე გავლისას, გეომეტრიულადაც ამ სხივს ეკუთვნის. გარდატეხის არსებობისას მხედველობის გეომეტრიული და ოპტიკური სხივები ერთმანეთს არ ემთხვევა. გარდატეხის გათვალისწინების გარეშე ჩანს ობიექტი B, გარდატეხით - A. ერთი შეხედვით საკმარისია ვიცოდეთ კუთხური მიმართებები სხივის ობიექტთან გადაკვეთის წერტილებში. მაგრამ ეს ასე არ არის, რადგან. იცვლება ობიექტში სხივის ბილიკის სიგრძეც, 1) არ ემთხვევა წერტილები, რომლებშიც სხივი გამოდის ობიექტიდან; 2) ობიექტის მიერ შთანთქმული სინათლის რაოდენობა იცვლება, ამიტომ გამავალ სხივს განსხვავებული ინტენსივობა აქვს.

სინათლის მარტივი გადაცემა შეიძლება ჩაშენდეს ნებისმიერ ალგორითმში უხილავი ზედაპირების მოსაშორებლად, გარდა z-ბუფერისა, რადგან მასში არსებული ზედაპირები დამუშავებულია შემთხვევითი თანმიმდევრობით. თუ გამოიყენება სტრიქონი-სტრიქონი სკანირების ალგორითმი და წინა პოლიგონი გამჭვირვალე აღმოჩნდება, განისაზღვრება სკანირების ხაზის შემცველი სხვა მრავალკუთხედებიდან ყველაზე ახლოს. დაჩრდილვის დონე განისაზღვრება, როგორც დონეების შეწონილი ჯამი, რომელიც გამოითვლება თითოეული ორი მრავალკუთხედისთვის:

ინტენსივობა ხილული ზედაპირი,

ზოგადი ხედიგანათების მოდელები:

სად ა- დიფუზური სინათლე, დ- დიფუზურად არეკლილი შუქი, ს- სპეკულარული სინათლე, ტ- გადაცემული სინათლე.

გაფანტული და დიფუზურით

დიფუზური შუქით

არანაირი განათება

სპეციალური მოდელები

ზედაპირის ასახვის ზოგადი ნიმუშების შესწავლა რთული სტრუქტურაგამოყენება სპეციალური მოდელები:

1) Torrance-Sparrow მოდელი(სახის მოდელი).

ზედაპირი წარმოდგენილია როგორც შემთხვევით ორიენტირებული მიკროსკოპული სარკის სახეების კოლექცია. არეკვლა თითოეული მიკროფართოვიდან განისაზღვრება ფორმულით, შემდეგ მიკროფენების დაჩრდილვა მეზობლების მიერ და სპეკულარულად ასახული სინათლის ნაწილის დაფარვა მეზობელი მიკროფართებით მხედველობაში მიიღება გეომეტრიული ოპტიკის მეთოდების გამოყენებით. ეს მოდელი საშუალებას იძლევა ანალიტიკური ფორმაგაითვალისწინეთ სხივების ტალღის სიგრძე და დაცემის კუთხე.

2) ფენიანი მოდელიგამოიყენება ფოთლებით დაფარული მცენარეულობისთვის. თითოეული ფენა იქმნება ცალკეული, ზოგადად არა გადახურული უბნებით გარკვეული ფორმებიდა ზომები და ორთოტროპული ასახვა. ანარეკლი განისაზღვრება ქვედა ფენების ამრეკლავი უბნების დაჩრდილვით ზემოდან. ასეთი მოდელისთვის ძნელია ანალიტიკური გადაწყვეტის მოპოვება, როგორც წესი, გამოიყენება მონტე კარლოს მეთოდი. სიმულაციის შედეგები აჩვენებს, რომ ასეთი სტრუქტურის ზედაპირები ასახავს საპირისპირო ანარეკლს.

ამრეკლავი ზედაპირების სტრუქტურის სტატისტიკურ აღწერაზე დაფუძნებული მოდელები რთულია. ეს მნიშვნელოვნად ზღუდავს მათ გამოყენებას კომპიუტერულ გრაფიკაში. ჩვეულებრივ გამოიყენება სავარაუდო მოდელები. ითვლება, რომ არეკვლის ინდიკატორის ფორმა არ არის დამოკიდებული ტალღის სიგრძეზე.

Libmonster ID: RU-8780

პირველი ინფორმაცია ახალი სამყაროს შესახებ გამოყენების გარეშე, თუმცა ტერმინი "ამერიკა" რუსულ ენაზე იყო დაცული ხელნაწერში "ბერი მაქსიმე ბერძენი, ზღაპარი გარკვეულწილად დაბნეული გარკვეული გამონათქვამების შესახებ გრიგოლ ღვთისმეტყველის სიტყვაში", რომელიც დათარიღებულია დაახლოებით. 1530 1 .

კონსტანტინოპოლის ამ პატრიარქის (329 - 389 წწ.) ერთ-ერთი ქადაგების კომენტირებისას, რომელიც ეძღვნება წარმართობაზე ქრისტიანობის უპირატესობას. სხვადასხვა ნაწილებიიმდროინდელ ცნობილ სამყაროში მაქსიმ ბერძენი, ყოველგვარი კავშირის გარეშე ქადაგების ტექსტთან ან რაიმე გარდამავალთან, იხსენებს გრიგოლ ღვთისმეტყველის შემდეგ „დაბნეულ სიტყვას“: „თუმცა გადირის მეშვეობით არ არის დასასრული“ 2 . ელინი ბრძენები თვლიდნენ, რომ შეუძლებელი იყო გადირზე უფრო შორს გაცურვა, რადგან იქ არის დედამიწის სამხრეთ-დასავლეთი ბოლო, ზღვა ძალიან ვიწროა, მისი დინება უფრო სწრაფია, ვიდრე მდინარე და ორივე მხრიდან მას უახლოვდებოდა უმაღლესი სანაპირო მთები. მოუწოდა " ჰერკულესის სვეტებიმას შემდეგ, რაც აქ მიაღწია უძლიერესმა და დიდებულმა ბერძენმა გმირმა ჰერკულესმა, მან ყველგან გაასუფთავა სამყარო ყველა სახის გარეული ცხოველისაგან, ყაჩაღებისა და ბოროტმოქმედებისაგან. ძველმა ხალხებმა არ იცოდნენ გადირზე შორს ცურვა და რაც მთავარია, არ იცოდნენ. გაბედეთ ამის გაკეთება თანამედროვე პორტუგალიელებმა და ესპანელებმა, რომლებმაც მიიღეს ყველა სიფრთხილის ზომები, ახლახან, დაახლოებით 40 ან 50 წლის წინ (მსოფლიოს შექმნიდან მეშვიდე ათასი წლის შემდეგ), დაიწყეს ცურვა; დიდი გემებიდა მათ აღმოაჩინეს მრავალი კუნძული, რომელთაგან ზოგი ხალხით არის დასახლებული, ზოგი კი დაუსახლებელი; და კუბის მიწა, იმდენად დიდი ზომის, რომ მისმა მაცხოვრებლებმაც კი არ იციან სად არის მთავრდება. მათ ასევე აღმოაჩინეს, შემოიარეს მთელი სამხრეთი მხარე და გაემართნენ ჩრდილო-აღმოსავლეთისკენ, ინდოეთისკენ მიმავალ გზაზე, შვიდი კუნძული სახელად მოლუკი. ამ კუნძულებზე იზრდება დარიჩინი, მიხაკი და სხვა სურნელოვანი და სურნელოვანი მცენარეები, რომლებიც აქამდე უცნობი იყო ნებისმიერი ადამიანისთვის, ახლა კი ყველასთვის ცნობილია ესპანეთისა და პორტუგალიის მეფეების წყალობით. ამ ხალხის მმართველები, რომლებიც აქამდე არ იცნობდნენ ჭეშმარიტ ღმერთს და თაყვანს სცემდნენ ქმნილებას და არა შემოქმედს, ახლა გადააქცევენ მათ თავიანთ სარწმუნოებაზე, ანუ ლათინურზე და გაუგზავნიან მათ „ეპისკოპოსებს, მოძღვრებს და მღვდლებს. ასევე სხვადასხვა ხელოსნები და ყველა სახის ადგილობრივი თესლი და ახლა გაიხსნა იქ ახალი სამყაროდა კაცთა ახალი კრება“ 3.

გადირი - აგადირი, ანუ კართაგენელთა გადირი - ბერძნებში ცნობილი იყო როგორც გადეირა, ხოლო რომაელებისთვის - ჰადესი. ეს არის კადიზის საზღვაო პორტი (უფრო სწორად - "კადიზი"), ესპანეთის ფლოტილიების ბაზა, რომლებმაც მიიტანეს ახალი სამყაროს სიმდიდრე, ამ შემთხვევაში აურიეს კადიზი გიბრალტარის სრუტესთან - "ჰერკულესის სვეტები". “ ძველთაგანი.

"სამხრეთ სტრადა" (სამხრეთ ქვეყანა) მაქსიმ ბერძენი - თანამედროვე აფრიკა. კონტექსტიდან აშკარაა, რომ მაქსიმე ბერძენმა იცოდა ზოგადი მონახაზივასკო დე გამას (1497 - 1499) და სხვა პორტუგალიელთა მოგზაურობა კონცხის გარშემო კარგი იმედირომ დასავლეთ სანაპიროინდოეთი, მალაის ნახევარკუნძული (1509 - 1511), მოლუკის კუნძულები (1512).

”თუმცა, მოლუკის კუნძულების ”სოფელების” ხსენება ჯერ კიდევ არ ადასტურებს, რომ მაქსიმ ბერძენმა მიიღო ბუნდოვანი ინფორმაციაც კი -

1 მაქსიმე ბერძენი, რომლის საერო სახელი იყო მაკარიუსი, დაიბადა არტაში (ეპირი) დაახლოებით 1470 წელს. განათლება მიიღო პარიზში, ფლორენციასა და ვენეციაში. ვენეციაში მაკარიუსმა გაიცნო ცნობილი ჰუმანისტი და გამომცემელი ალდუს მანუტიუსი. 1507 წელს საბერძნეთში დაბრუნების შემდეგ მაქსიმი ბერი გახდა. 1518 წელს იგი ათონის მთაზე ვატოპედის მონასტერმა გაგზავნა მოსკოვში წმინდა წერილების ბერძნულიდან რუსულ ენაზე გადასათარგმნად, წინადადებით. ვასილი III. მაქსიმე ბერძენი გარდაიცვალა 1556 წელს სამება-სერგიუსის მონასტერში.

2 ეს გამოთქმა გვხვდება გრიგოლ ღვთისმეტყველში „დაკრძალვის სიტყვაში ბასილი, კესარიის მთავარეპისკოპოსი კაპადოკიაში“ (ნაწილი IV, სიტყვა 43). თუმცა მაქსიმე ბერძენი მას კომენტარს აკეთებს გრიგოლის სიტყვაში „უფლის გამოჩენათა წმიდა მნათობთა შესახებ“ (შემოქმედება. მოსკოვის სასულიერო აკადემიის გამომცემლობა. ნაწილი III, სიტყვა 39, გვ. 253 - 256. 1844 წ.) .

წმინდა მაქსიმე ბერძენის 3 შრომა რუსულ თარგმანში. ნაწილი II. სამება-სერგიუს ლავრა. 2911 წ. „ზოგიერთი გაუგებარი თქმულების ახსნა გრიგოლ ღვთისმეტყველის სიტყვაში“. ციტირებული ნაწყვეტი არის 28 - 29 გვ. რუსული თარგმანი, ჩვენი აზრით, ყოველთვის ზუსტი არ არის: მაგალითად, ნაცვლად " სამხრეთ მხარეს"უნდა ითარგმნოს "სამხრეთის ქვეყანა"; "ხელოსნების" ნაცვლად - "იარაღები" (დედანში "ყველა ხელობა").

გვერდი 72

ინფორმაცია მაგელანისა და დელ კანოს მოგზაურობის შესახებ (1519 - 1522 წწ.). რამდენად არასაკმარისი იყო მაქსიმუს ბერძენის იდეები თანამედროვე ინდოეთში ნაოსნობის შესახებ, ცხადყოფს მისი გზავნილიდან, რომ მოლუკანის კუნძულები ინდოეთისკენ მიმავალ გზაზე დევს, თუ აფრიკიდან ჩრდილო-აღმოსავლეთით მიდიხართ 1.

მაქსიმუს ბერძენის პრეზენტაციაში არ არის მკაფიო დიფერენციაცია დასავლეთ ინდოეთში ესპანელების გეოგრაფიულ აღმოჩენებსა და აღმოსავლეთ ინდოეთში პორტუგალიელების აღმოჩენებს შორის. მაგრამ მაქსიმ ბერძენმა იცის სხვა მნიშვნელოვანი კულტურული და გეოგრაფიული ფაქტები, როგორიცაა ევროპელების გადაყვანა ახალი სამყარო„ხელოსნობა“, ანუ მათი წარმოების საშუალებები და „ყველა სახის ადგილობრივი თესლი“, ასევე სანელებლების მიღება მოლუკანის კუნძულებიდან.

დაბოლოს, უინტერესოა, რომ მაქსიმე ბერძენი უწოდებს „ზმნის უდიდეს ქვეყანას, კუბას“. ეს პირველია გეოგრაფიული ტერმინირუსულად, რაც გულისხმობს ახალ სამყაროს. „კუბის მიწა“ წარმოადგენს, მაქსიმ ბერძენის თქმით, კონტინენტის ნაწილს, „რომელიც იქ უსასრულოდ ცხოვრობს“. მოგეხსენებათ, კოლუმბიც, რომელმაც 1492 წლის 28 ოქტომბერს აღმოაჩინა კუნძული კუბა, მას აღმოსავლეთ აზოტის ნაწილადაც მიაჩნდა.

"ბერი მაქსიმე ბერძენის მტკიცებულებებიდან" ციტირებული ნაწილიდან აშკარაა, რომ მან არ იცოდა ახალი კონტინენტის - ამერიკის სახელი - თუმცა მან უკვე გამოიყენა ტერმინი "ახალი სამყარო".

არ არის საჭირო იმის გამოცნობა, თუ როგორ მიაღწია ამ ცნობამ ახალი სამყაროს აღმოჩენის შესახებ, ისევე როგორც მარშრუტი აფრიკის ირგვლივ ინდოეთში და სანელებლების მიღება მოლუკანის კუნძულებიდან. XV საუკუნის ბოლოს - XVI საუკუნის პირველი ათწლეული. მაქსიმ ბერძენი სწავლობდა საფრანგეთსა და იტალიაში და იყო დიდი მოვლენების თანამედროვე. მოსკოვური რუსეთი XVI საუკუნის დასაწყისში. სრულიადაც არ იყო იზოლირებული დასავლეთთან კავშირებისგან: საკმარისია გავიხსენოთ ს.ჰერბერშტაინის ორგზის საელჩო - 1517 და 1526 წლებში. - მოსკოვისა და გერასიმოვის საელჩოში რომში 1525 წ. მოლუკანის კუნძულების ელინიზებული ტრანსკრიფცია ასევე მიუთითებს ბერძნულ არხებზე, რომლითაც რუსებმა მიიღეს პირველი ინფორმაცია დიდის შესახებ. გეოგრაფიული აღმოჩენებიესპანელები და პორტუგალიელები. უფრო მნიშვნელოვანია იმის დადგენა, რომ მოსკოვური რუსეთის პირობებში მაქსიმ ბერძენს შეეძლო მიეღო ზოგადად სწორი იდეები ესპანელებისა და პორტუგალიელების დიდი გეოგრაფიული აღმოჩენების შესახებ XV საუკუნის ბოლოს - XVI საუკუნის დასაწყისში და გამოიყენა ტერმინი "ახალი სამყარო". “.

მაქსიმე ბერძენის "ლეგენდის" თარიღთან დაკავშირებით, მისგან არის პირდაპირი მითითებები. მაქსიმ ბერძენი ესპანელებისა და პორტუგალიელთა მოგზაურობებს „ჰადესისთვის“ ათარიღებს იმ მომენტით, რაც მოხდა მეშვიდე ათასწლეულიდან ორმოცი ან ორმოცდაათი წლის შემდეგ „სამყაროს შექმნიდან“, ანუ ზუსტად 1492 წლით, თანამედროვე ქრონოლოგიის მიხედვით. ეს იძლევა იმის საფუძველს, რომ ბერი მაქსიმ ბერძენის "ზღაპრის" დაწერის თარიღი, როგორც ჩანს, ყველაზე ადრეული შემორჩენილი დოკუმენტი, რომელიც ეხება პირველ რუსულ ინფორმაციას ახალი სამყაროს შესახებ, დაახლოებით 1530 წლით, ანუ კოლუმბის დასავლეთში მოგზაურობიდან ორმოცი წლის შემდეგ და ოცდაათი წლის შემდეგ. ამერიგო ვესპუჩის (1501 - 1502) მესამე ექსპედიციიდან წლების შემდეგ.

მაქსიმ ბერძენის ნაშრომების ფართო გავრცელებამ მოსკოვურ რუსეთში უზრუნველყო XVI საუკუნეში რუსული საზოგადოების სხვადასხვა ფენებში შეღწევა. ინფორმაცია ესპანელებისა და პორტუგალიელების დიდი გეოგრაფიული აღმოჩენების შესახებ, კერძოდ, ახალი სამყაროს აღმოჩენის შესახებ 2.

1554 წელს ინგლისელი კანცლერის მოსკოვში ვიზიტის შემდეგ, ჯენკინსონი მიემგზავრება მოსკოვის გავლით სპარსეთში. ცენტრალურმა აზიამ (1557 და 1562 წწ.) და ჰოლანდიის მთელმა რიგმა ექსპედიციებმა, რომელთაგან ყველაზე გამორჩეული იყო 1596 - 1597 წლებში ბარენცის ექსპედიცია, შექმნა ახალი შესაძლებლობები რუსებსა და ევროპელებს შორის სავაჭრო და კულტურული ურთიერთობებისთვის.

ამ პერიოდის განმავლობაში, როგორც ბრიტანელები, ასევე ჰოლანდიელები ეძებდნენ ჩრდილო-აღმოსავლეთ გადასასვლელს იაპონიის, ჩინეთისა და ინდოეთის ბაზრებზე. როგორც ცნობილია, მათ ამ მიზანს ვერ მიაღწიეს. ჩინეთისა და ინდოეთის ნაცვლად, ჩრდილოეთის მარშრუტი გაიხსნა მოსკოვისკენ. უილუბისა და კანცლერის ექსპედიცია 1553 - 1554 წლებში, აღჭურვილი "კომპანია და მეგობრობა ვაჭრ ავანტიურისტთა რეგიონების, სამფლობელოების, კუნძულების და უცნობი ადგილების აღმოჩენისთვის" აღმოჩენაუცნობი მიწების და ა.შ.), დაიწყო ეწოდა "მოსკოვი, ან რუსული კომპანია". კანცლერის ერთ-ერთმა ყოფილმა თანამგზავრმა, ბაროუმ, 1556 წელს მიაღწია ფრ. ვაიგაჩი ყარას ზღვაში შევიდა. ბრიტანელების კონკურენტებმა, ჰოლანდიელებმა, თავის მხრივ, 1577 წლისთვის დაამყარეს ძლიერი სავაჭრო კავშირები მოსკოვთან თეთრი ზღვის გავლით. 1584 წელს ჰოლანდიელმა (ენხუისენიდან) ოლავერ ბრუნელმა, რომელიც სტროგანოვებმა დაატყვევეს და მათი მითითებით, ურალის მიღმა ობში და ჩრდილოეთით მდებარე სხვა რაიონებში გაემგზავრა, მოახსენა დეტალური ინფორმაცია "სამოიდების მიწის" შესახებ 3. . ექსპედიციის ამოცანა

1 მაქსიმ ბერძენი ამ შემთხვევაში მიჰყვება შუა საუკუნეების იდეებს „ზემო ინდოეთის“ შესახებ, რომელიც ითვლებოდა ჩინეთის ჩრდილოეთით. ეს იდეები შენარჩუნდა თანამედროვეობის დასაწყისში (იხ. 1540 წლის მანსტერის მსოფლიო რუკა, ასახული ლ. ბაგრავის წიგნში „ისტორია“. გეოგრაფიული რუკა", გვ. 22. პეტროგრადი. 1917 წ.) ამასთან დაკავშირებით, აშკარაა, რომ მაქსიმ ბერძენის გამოთქმა "ზამთრის მზის აღმოსავლეთით ინდოეთისკენ" გაშიფრულია როგორც ჩრდილო-აღმოსავლეთით ზემო ინდოეთის მიმართულებით (ინდოეთი). უმაღლესი).

2 Belokurov S. „მე-16 საუკუნეში მოსკოვის სუვერენების ბიბლიოთეკის შესახებ“, გვ. CCXX-CCCCXIV. M. 1899. მაქსიმე ბერძენის თხზულებათა გავრცელებაზე მოწმობს, მაგალითად, შემონახული. მე-19 საუკუნის ბოლოსვ. დაახლოებით 250 ხელნაწერი ეგზემპლარი 50 სხვადასხვა ბიბლიოთეკაში და კერძო კოლექციაში.

3 Gomel I. "ბრიტანელები რუსეთში", გვ. 211 - 213, 219. პეტერბურგი. 1869 წ.

გვერდი 73

ლაინჰოტენი და ბარენცი (1594) უშუალოდ მოიცავდნენ „ჩრდილოეთის ზღვებში გაცურვას ნორვეგიის ჩრდილოეთით, მოსკოვისა და ტარტარის ირგვლივ კათაისა და ჩინეთის სამეფოების აღმოსაჩენად“ 1 .

თუმცა, გეოგრაფიული იდეები მოსკოვურ რუსეთში განვითარდა არა მხოლოდ უცხოელებთან გაზრდილი კონტაქტის შედეგად, არამედ ცენტრში სახელმწიფოს გაძლიერების და გარეუბნების კოლონიზაციის ზრდის შედეგად, განსაკუთრებით ჩრდილოეთ და აღმოსავლეთში. „გაოცებული ევროპა, ივან III-ის მეფობის დასაწყისში, თითქმის არც კი ეჭვობდა ლიტვასა და თათრებს შორის მოქცეული მოსკოვის არსებობაზე, გაოგნებული იყო უზარმაზარი იმპერიის გაჩენით მის აღმოსავლეთ გარეუბანში“ 2.

და მაინც, ახალ სამყაროში და მსოფლიოს სხვა ნაწილებში დიდ აღმოჩენებთან დაკავშირებით, რუსების შემოღება მე-16 საუკუნეში. განაგრძო ფრაგმენტული. „ბერი მაქსიმ ბერძენის ზღაპრიდან“ მხოლოდ ნახევარი საუკუნის შემდეგ, სადაც მოხსენიებულია ახალი სამყარო და მოსკოვი, დასრულდა მ.ბელსკის პოლონური „მთელი სამყაროს ქრონიკის“ თარგმანი. ამ "ქრონიკაში" ახალი კონტინენტიპირველად რუსულად მას ამერიკა ჰქვია.

ვიელსკის ქრონიკის პოლონური ორიგინალი გამოქვეყნდა მისი პირველი გამოცემით 1560 წელს. რუსული თარგმანები გაკეთდა ამ მატიანეს მეორე გამოცემიდან, 1554 წ. და მესამე გამოცემიდან, 1564 წ. ველსკის ქრონიკის პირველი შემორჩენილი თარგმანი რუსულად 1584 წლით თარიღდება და შესრულებულია არა პოლონურიდან, არამედ დასავლური რუსულიდან. ველსკის „ქრონიკის“ სხვა მრავალი თარგმანია რუსულად.

ველსკის ქრონიკის რუსული თარგმანის ხელნაწერი ასლი, რომელიც ინახება ლენინგრადის საჯარო ბიბლიოთეკაში, არის ფოლიო, რომელიც შედგება: 1347 დანომრილი ფურცელი ზომით 29x38 სანტიმეტრი. ასლების დამზადების დასაწყისი 1671 წლით თარიღდება. პოლონურ ორიგინალში წარმოდგენილი ილუსტრაციები არ შედის ამ ასლში. ცარიელი ადგილებიმათი სტიკერებისთვის დატოვებული, მიუთითებს, რომ ილუსტრაციები აღებულია ქრონიკის ნაბეჭდი ტექსტებიდან. რუსული ასლი დაწერილია კურსულად.

ექვსი თავი ეძღვნება ამერიკის შესწავლას, 1213 - 1245 წლების ფურცლები. 1304 ფურცელზე მოცემულია ახალი სამყაროს აღწერა. განყოფილებას ამერიკაზე აქვს სათაური "ახალი ზღვის კუნძულების შესახებ", რომლებსაც მეტსახელად "ნოვო" ეძახიან. ვერ ვიცოდი“.

რუსული თარგმანი, როგორც წესი, მჭიდროდ მიჰყვება ორიგინალს, თუმცა არის აბრევიატურები, უზუსტობები, ბეჭდვითი შეცდომები („კანიბალის“ ნაცვლად „ფლანგერი“), მიუღებელი გამარტივებები (მაგალითად, „უნცია“ ნაცვლად „ფუნტი“, მილის ნაცვლად. - ვერსიები).

იმდროინდელი სულისკვეთებით, დიდი ყურადღება ეთმობა კანიბალების ისტორიას. ველსკის ქრონიკაში და მის რუსულ თარგმანში უამრავი ზღაპრული ინფორმაციაა ახალი სამყაროს შესახებ. მაგალითად, ამბობენ, რომ ქრისტეფორე კოლუმბის ძმამ, ბართლომემ, აღმოაჩინა ოქროს საბადოები ესპანიოლაზე (ჰაიტი), რომელიც მეფე სოლომონმა შექმნა.

ველსკის "ქრონიკების" ამერიკის შესახებ განყოფილება მოიცავდა მოკლე ინფორმაციას მათ შესახებ, ვინც პირველად აღმოაჩინეს და გამოიკვლია იგი, გეოგრაფიისა და ახლად აღმოჩენილი მიწების ადგილობრივების შესახებ. ამავე დროს, ქრონიკა ჯერ კიდევ არ აკეთებს საკმარისად მკაფიო განსხვავებას დასავლეთ და აღმოსავლეთ ინდოეთში აღმოჩენებს შორის.

ახალი სამყაროს განყოფილება იწყება ქრისტეფორე კოლუმბის პირველი მოგზაურობის აღწერით. როგორც ჩანს, ეს არის კოლუმბის ყველაზე ადრეული ნახსენები რუსული ლიტერატურის შემორჩენილი ძეგლებიდან 3. ქრონიკაში მოცემულია მთელი რიგი ზოგადი ინფორმაცია კოლუმბის შესახებ: რომ ის არის იტალიელი, წარმოშობით ენოვადან (ჯენოა); რომ ესპანეთის მეფისგან გემების მიღების შემდეგ, კოლუმბმა 1498 წლის 1 სექტემბერს გაცურა ესპანეთიდან და ოცდათორმეტდღიანი ცურვის შემდეგ აღმოაჩინა ორი კუნძული: ო. იოანე, რომელსაც სავარაუდოდ ესპანეთის დედოფლის პატივსაცემად ეწოდა (სინამდვილეში - მემკვიდრის ხუანის პატივსაცემად) და ფრ. ისპაინა, ანუ იშპანნა, თანამედროვე ო. ჰისპანიოლა" ან ჰაიტი 4. გარდა ამისა, კუნძულ კუბას ასახელებენ, რომ არაფერი აქვს საერთო ჯონის კუნძულთან (ხუანთან). ჯონის კუნძული, ანუ თანამედროვე კუბა, ხასიათდება როგორც მოსახლეობის გარეშე, პირიქით, მოსახლეობა. კუნძულ ისპანას (დაახლოებით . ჰაიტი) საკმაოდ არსებით ინფორმაციას გვაწვდის.

ქრონოლოგიური ინფორმაცია ველსკის ქრონიკაში კოლუმბის პირველი ექსპედიციის შესახებ შორს არის ზუსტი. როგორც ცნობილია, ამ ექსპედიციის გემებმა ესპანეთის პორტი პალოე დე ლა ფრონტერა დატოვეს 1491 წლის 2 სექტემბერს, ისინი გაერთიანდნენ კუნძულზე. ჰო-

1 Baker G. A history of geographical Discovery and Exploration, გვ. 122 - 123. 4930. ტარტარია, illus Tataria, მე-16-18 საუკუნეებში ეწოდა ციმბირს, ანუ აზიის ჩრდილოეთ და ჩრდილო-აღმოსავლეთ ნაწილებს.

2 კ.მარქსი. „მე-18 საუკუნის საიდუმლო დიპლომატია“.

3 Yarmolinsky A. Studies in Russian Americana: I. "The Translation of Bielski Chronicle (1584). - New York Public Library. Vol. 43. 1939, N 12 გვ. 899.

4 როგორც ცნობილია, კოლუმბმა გაცურა ისლამის პალოე დე ლა ფრონტერას პორტიდან "1492 წლის 2 აგვისტოს. 33 არასრული დღის ნაოსნობის შემდეგ, დათვლა იმ მომენტიდან, როცა სიმშვიდე შეწყდა კანარის კუნძულებზე, ახალი მიწის განათება აინთო. პირველად შენიშნა კოლუმბის ექსპედიციის გემებზე, 1492 წლის 12 ოქტომბერს, კოლუმბი დაეშვა კუნძულ გუანაჰანზე, ბერმუდის ჯგუფში, სახელად სან-სალვადორი, როგორც ჩანს, თანამედროვე კუნძული.

გვერდი 74

ღონისძიება, კანარის კუნძულების ჯგუფში და 1492 წლის 6 სექტემბერს აქედან დასავლეთისკენ გაემართა. 1492 წლის 12 ოქტომბრის ღამეს კოლუმბის ექსპედიციის გემებზე პირველი განათება ნახეს და 12 ოქტომბერს კოლუმბმა პირველად დადგა ფეხი პატარა კუნძულზე, რომელსაც სან სალვადორი (მხსნელი) უწოდა. ეს კუნძული ბაჰამის ჯგუფში, როგორც ჩანს, თანამედროვე კუნძულია. ვატლინგს - არაფერი ჰქონდა საერთო ფრ. იოანე (კუბა), არც ფრ. Hispaniola (Hispaniola, ან Haiti), რომელიც კოლუმბის პირველმა ექსპედიციამ მოგვიანებით აღმოაჩინა.

ველსკის ქრონიკის რუსული თარგმანიც გვაწვდის ინფორმაციას კოლუმბის მეორე და მესამე ექსპედიციების შესახებ. მეორე მოგზაურობის აღწერისას მოხსენიებულია დომინიკის კუნძულები, სანტა კრუზი და ა.შ., ასევე ფორტ ტომასო ესპანიოლაზე.

კოლუმბის წინა მოგზაურობებთან დაკავშირებული მოვლენების დამაბნეველი და ზუსტი ქრონოლოგიისგან განსხვავებით, მისი მესამე მოგზაურობის თარიღი სწორად არის მითითებული; მაგრამ კოლუმბის მესამე მოგზაურობასთან დაკავშირებული გეოგრაფიული ინფორმაცია ზოგჯერ ფანტასტიკურ კონოტაციას იღებს: მაგალითად, კუნძულს შორის პარიის ყურის ნაცვლად. ტრინიდადი და სამხრეთ ამერიკის კონტინენტი გამოჩნდა "კუნძული პარია". ამავე დროს, პოლონური ორიგინალის შემდეგ, რუსულ თარგმანში, კოლუმბის თანამგზავრების ესპანური სახელები ლათინირებულია ან ძლიერ დამახინჯებულია: „როლანდის“ ნაცვლად არის „ორლანდუსი“, „პედრო ალონსო ნინიოს“ ნაცვლად - „პეტრუს ალონცუსი“, „პინზონის“ ნაცვლად. - "პინზონუსი".

ამერიკის შესახებ დარჩენილი ნაწილი ვესპუჩის მოგზაურობებს ეძღვნება. იგი იწყება მესამე მოგზაურობის შესახებ, რომელიც განხორციელდა 1501 წელს "Albericus Vespusius Ispan"-ის მიერ. შემდეგ არის პორტუგალიელთა აღმოჩენების ცნობა აღმოსავლეთ ინდოეთში, მათ შორის მაგელანის მოგზაურობის შესახებ, რასაც მოჰყვება ვესპუჩის შესაბამისი რეალური და საეჭვო მოგზაურობები. ამ თავებს წინ უძღვის ზოგადი შესავალი-სათაური (ფურცელი 1238) „ამერიკუს ვესპუტსიას კამპანიის შესახებ მეტსახელი ამერიკის დიდი კუნძულის მიხედვით და ამ კუნძულს შეიძლება ეწოდოს მსოფლიოს მეოთხედი: და ამერიკუს ვესპუციამ იპოვა ეს კუნძული; ”1 .

ველსკის "ქრონიკის" წყაროები ამერიკის შესახებ აჩვენებს გეოგრაფიული ინფორმაციის მოპოვების ახალ არხს მოსკოვში. რუსეთი XVIსაუკუნეებს. ეს აღარ არის რელიგიური წყაროები, არამედ ბაზელში გამოცემული და ჰუმანისტების მიერ შედგენილი წიგნები. პოლონეთისა და ლიტვის გავლით, დასავლეთ რუსულ ენაზე წინასწარი თარგმანის ან ვილსკის პოლონური „ქრონიკის“ პირდაპირ რუსულად თარგმნის ეტაპის გავლის შემდეგ. მოსკოვურმა რუსეთმა მიიღო უფრო დეტალური და დამატებითი ინფორმაცია დიდი გეოგრაფიული აღმოჩენების შესახებ, მათ შორის ამერიგო ვესპუჩისა და მაგელან დელ კანოს (1519 - 1522) მოგზაურობის შესახებ.

მე-17 საუკუნეში ციმბირის რუსული კოლონიზაციის ახალმა აღმავლობამ, 1598 - 1613 წლების კრიზისის შემდეგ მოსკოვის სახელმწიფოს გაძლიერებამ, დასავლეთთან ეკონომიკური და კულტურული კავშირების გაფართოებამ რუსებში დიდი ინტერესი გამოიწვია უცხოურ გეოგრაფიულ და კარტოგრაფიულ პუბლიკაციებში. „რა ითარგმნა მოსკოვში მე-17 საუკუნეში? მათ ყველაზე მეტად გეოგრაფია აინტერესებდათ. ყველა საუკეთესო ნაშრომი ამ მეცნიერებაზე. გენერალი, რომელიც გამოჩნდა დასავლეთ ევროპავ გვიანი XVIხოლო მე-17 საუკუნეში ჩვენგან თარგმნეს. ეს არის ბოტეროს, ორტელიუსის, მერკატორ დე ლინდის, ამსტერდამის უზარმაზარი ატლასი ბლეუს ნამუშევრები, კიდევ რამდენიმე ნამუშევარი, რომელთა ორიგინალები (და ავტორები ერთად) ჩვენთვის უცნობია." 2 მე -17 საუკუნის ბოლოს ისინი იყვნენ. ითარგმნა და გამოიყენა ფართოდ გავრცელებულიმოსკოვური რუსეთის სხვა ჰოლანდიურ ატლასებში: (მაგ. - P. Goos u Da Wit.). ამრიგად, განათლებული რუსები მე-17 საუკუნეში. მათ უკვე იცოდნენ ახალი სამყაროს შესახებ ყველაფერი, რაც იცოდნენ ევროპელებისთვის იმ ეპოქაში. https://site/Sechin

მოძებნეთ მასალები გამომცემლისგან სისტემებში: Libmonster (მთელი მსოფლიო). Google. Yandex

არც ისე დიდი ხნის წინ, 2000 წლის დეკემბერში, მსოფლიო სამეცნიერო საზოგადოებამ აღნიშნა ახალი მეცნიერების - კვანტური ფიზიკისა და ახალი ფუნდამენტის აღმოჩენის ასი წლისთავი. ფიზიკური მუდმივი- პლანკის მუდმივი.

ამის დამსახურებაა გამოჩენილი გერმანელი ფიზიკოსი მაქს პლანკი. ეს მოვლენა პრაქტიკულად შეუმჩნეველი დარჩა. იმავდროულად, 1900 წლის 14 დეკემბრის ისტორიულ თარიღს, როდესაც მაქს პლანკმა პირველად წარმოთქვა სიტყვა „კვანტი“ ბერლინის ფიზიკური საზოგადოების სხდომაზე, აქვს ყველა მიზეზი, რომ გახდეს კაცობრიობის ისტორიაში ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მოვლენა. ამ დღიდან იწყება იმ ფუნდამენტური რევოლუციის ათვლა სამეცნიერო აზროვნებაში, რამაც დღემდე განაპირობა კვანტური თეორიის თვისობრივად ახალი ფუნდამენტური სამეცნიერო მიღწევები. შედეგად, საფუძველი ჩაეყარა მომავალ ფართომასშტაბიან და ღრმა ცვლილებებს საზოგადოების ყველა სფეროში, რომელიც გველოდება უახლოეს მომავალში.

პლანკმა მოახერხა გახურებული სხეულების მიერ გამოსხივებული სინათლის სპექტრული განაწილების პრობლემის გადაჭრა, პრობლემა, რომლის გადაჭრაც კლასიკური ფიზიკა უძლური იყო. პლანკი იყო პირველი, ვინც წამოაყენა ჰიპოთეზა ოსცილატორის ენერგიის კვანტიზაციის შესახებ, რომელიც შეუთავსებელია პრინციპებთან. კლასიკური ფიზიკა. სწორედ ამ ჰიპოთეზამ, რომელიც შემდგომში განვითარდა მრავალი გამოჩენილი ფიზიკოსის ნაშრომებით, ბიძგი მისცა ძველი ცნებების გადახედვისა და რღვევის პროცესს, რაც კულმინაციას მოჰყვა კვანტური ფიზიკის შექმნით, რამაც განსაზღვრა შესაბამისობაჩვენი კვლევა.

სამიზნემუშაობა - გააანალიზეთ სინათლის კვანტური თეორია.

დასახული მიზნების შესაბამისად გადაწყდა შემდეგი ძირითადი ამოცანები :

განვიხილოთ იდეების განვითარება სინათლის ბუნების შესახებ;

სინათლის კვანტური თვისებების შესწავლა: ფოტოელექტრული ეფექტი და კომპტონის ეფექტი;

გააანალიზეთ პლანკის კვანტური თეორია.

კვლევის მეთოდები:

დამუშავება, ანალიზი სამეცნიერო წყაროები;

შესწავლილი პრობლემის შესახებ სამეცნიერო ლიტერატურის, სახელმძღვანელოებისა და სახელმძღვანელოების ანალიზი.

კვლევის ობიექტი -სინათლის კვანტური თეორია

1. სინათლის შესახებ იდეების განვითარება

სინათლის ბუნების შესახებ პირველი იდეები გაჩნდა ძველ ბერძნებსა და ეგვიპტელებს შორის. სხვადასხვა გამოგონებითა და გაუმჯობესებით ოპტიკური ინსტრუმენტები(პარაბოლური სარკეები, მიკროსკოპი, ტელესკოპი) ეს იდეები განვითარდა და გარდაიქმნა. XVII საუკუნის ბოლოს გაჩნდა სინათლის ორი თეორია: კორპუსკულარული (I. Newton) და ტალღური (R. Hooke და H. Huygens).

კორპუსკულური თეორიის თანახმად, სინათლე არის ნაწილაკების (კორპუსკულების) ნაკადი, რომელიც გამოსხივებულია მანათობელი სხეულებისგან. ნიუტონს სჯეროდა, რომ მსუბუქი სხეულების მოძრაობა ემორჩილება მექანიკის კანონებს. ამრიგად, სინათლის არეკვლა გაგებული იყო, როგორც თვითმფრინავიდან ელასტიური ბურთის ასახვის მსგავსი. სინათლის გარდატეხა აიხსნებოდა სხეულების სიჩქარის ცვლილებით ერთი გარემოდან მეორეზე გადაადგილებისას. ვაკუუმ-საშუალო საზღვარზე სინათლის გარდატეხის შემთხვევაში კორპუსკულურმა თეორიამ გამოიწვია გარდატეხის კანონის შემდეგი ფორმა:

სადაც c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, υ არის სინათლის გავრცელების სიჩქარე გარემოში. მას შემდეგ, რაც n > 1, კორპუსკულური თეორიიდან გამომდინარეობდა, რომ მედიაში სინათლის სიჩქარე უნდა იყოს უფრო დიდი ვიდრე სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში. ნიუტონი ასევე ცდილობდა აეხსნა ჩარევის ზღურბლები სინათლის პროცესების გარკვეული პერიოდულობის დაშვებით. ამრიგად, ნიუტონის კორპუსკულური თეორია შეიცავდა ტალღის კონცეფციების ელემენტებს.

ტალღის თეორია, კორპუსკულური თეორიისგან განსხვავებით, სინათლეს განიხილავდა, როგორც მექანიკური ტალღების მსგავსი ტალღის პროცესს. ტალღის თეორია ეფუძნებოდა ჰაიგენსის პრინციპს, რომლის მიხედვითაც ყოველი წერტილი, სადაც ტალღა აღწევს, ხდება მეორადი ტალღების ცენტრი, ხოლო ამ ტალღების გარსი იძლევა ტალღის ფრონტის პოზიციას დროის მომდევნო მომენტში. ჰაიგენსის პრინციპის გამოყენებით ახსნილი იქნა ასახვისა და რეფრაქციის კანონები. ბრინჯი. 1 გვაძლევს იდეას ჰაიგენსის კონსტრუქციებზე ორი გამჭვირვალე მედიის საზღვარზე გადატეხილი ტალღის გავრცელების მიმართულების დასადგენად.

ბრინჯი. 1. ჰაიგენსის კონსტრუქციები გარდატეხილი ტალღის მიმართულების დასადგენად.

სინათლის გარდატეხის შემთხვევაში ვაკუუმ-საშუალო საზღვარზე, ტალღის თეორია მივყავართ შემდეგ დასკვნამდე:

გარდატეხის კანონი, რომელიც მიღებულია ტალღის თეორიიდან, ეწინააღმდეგებოდა ნიუტონის ფორმულას. ტალღის თეორია მივყავართ დასკვნამდე: υ< c, тогда как согласно корпускулярной теории υ >გ.

ამრიგად, მე-18 საუკუნის დასაწყისისთვის არსებობდა ორი საპირისპირო მიდგომა სინათლის ბუნების ასახსნელად: ნიუტონის კორპუსკულარული თეორია და ჰიუგენსის ტალღის თეორია. ორივე თეორია ხსნიდა სინათლის წრფივ გავრცელებას, არეკვლისა და გარდატეხის კანონებს. მთელი მე-18 საუკუნე ამ თეორიებს შორის ბრძოლის საუკუნედ იქცა. თუმცა, in XIX დასაწყისშისაუკუნეში ვითარება რადიკალურად შეიცვალა. კორპუსკულარული თეორია უარყვეს და ტალღის თეორიამ გაიმარჯვა. ამის დიდი დამსახურება ეკუთვნის ინგლისელ ფიზიკოს ტი.იანგს და ფრანგ ფიზიკოს ო.ფრესნელს, რომლებიც სწავლობდნენ ჩარევისა და დიფრაქციის ფენომენებს. ამ ფენომენების ყოვლისმომცველი ახსნა შეიძლება მხოლოდ ტალღის თეორიის საფუძველზე. ტალღის თეორიის მართებულობის მნიშვნელოვანი ექსპერიმენტული დადასტურება იქნა მიღებული 1851 წელს, როდესაც ჯ.ფუკომ (და მისგან დამოუკიდებლად ა. ფიზოომ) გაზომა სინათლის სიჩქარე წყალში და მიიღო მნიშვნელობა υ.< c.

მიუხედავად იმისა, რომ მე-19 საუკუნის შუა ხანებისაუკუნეში, ტალღის თეორია საყოველთაოდ იქნა მიღებული, სინათლის ტალღების ბუნების საკითხი გადაუჭრელი დარჩა.

XIX საუკუნის 60-იან წლებში მაქსველმა დააარსა ზოგადი კანონებიელექტრომაგნიტური ველი, რამაც მიიყვანა დასკვნამდე, რომ სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღები. ამ თვალსაზრისის მნიშვნელოვანი დადასტურება იყო ვაკუუმში სინათლის სიჩქარის დამთხვევა ელექტროდინამიკურ მუდმივთან. XX საუკუნის დასაწყისში, პ.ნ. ლებედევის ექსპერიმენტების შემდეგ სინათლის წნევის გაზომვაზე (1901 წ.), სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია გადაიქცა მტკიცედ დადგენილ ფაქტად.

სინათლის ბუნების გარკვევაში ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა მისი სიჩქარის ექსპერიმენტულ განსაზღვრამ. მე-17 საუკუნის ბოლოდან არაერთხელ გაკეთდა მცდელობები სინათლის სიჩქარის გაზომვისთვის სხვადასხვა მეთოდები(A. Fizeau-ს ასტრონომიული მეთოდი, A. Michelson-ის მეთოდი). თანამედროვე ლაზერული ტექნოლოგიაიძლევა სინათლის სიჩქარის ძალიან მაღალი სიზუსტით გაზომვის საშუალებას λ ტალღის სიგრძისა და სინათლის ν სიხშირის დამოუკიდებელი გაზომვების საფუძველზე (c = λ ν). ამ გზით იპოვეს მნიშვნელობა

სიზუსტით აღემატება ყველა ადრე მიღებულ მნიშვნელობას სიდიდის ორზე მეტი რიგით.

სინათლე უაღრესად მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ჩვენს ცხოვრებაში. ადამიანი იღებს უამრავ ინფორმაციას მის გარშემო არსებული სამყაროს შესახებ სინათლის დახმარებით. თუმცა, ოპტიკაში, როგორც ფიზიკის ფილიალში, სინათლე ნიშნავს არა მხოლოდ ხილულ სინათლეს, არამედ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სპექტრის მიმდებარე ფართო დიაპაზონს - ინფრაწითელი IR და ულტრაიისფერი UV. თავისი ფიზიკური თვისებების მიხედვით, სინათლე ფუნდამენტურად არ განსხვავდება სხვა დიაპაზონში ელექტრომაგნიტური გამოსხივებისგან - სპექტრის სხვადასხვა ნაწილი ერთმანეთისგან განსხვავდება მხოლოდ λ სიგრძით და სიხშირით ν. ბრინჯი. 2. იძლევა წარმოდგენას ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბის შესახებ.

ბრინჯი. 2. ელექტრომაგნიტური ტალღის მასშტაბი. საზღვრები სხვადასხვა დიაპაზონს შორის თვითნებურია

ოპტიკურ დიაპაზონში ტალღის სიგრძის გასაზომად გამოიყენება 1 ნანომეტრი (ნმ) და 1 მიკრომეტრი (მკმ) სიგრძის ერთეული:

1 ნმ = 10 -9 მ = 10 -7 სმ = 10 -3 მკმ.

ხილული სინათლე იკავებს დიაპაზონს დაახლოებით 400 ნმ-დან 780 ნმ-მდე, ან 0,40 მკმ-დან 0,78 მკმ-მდე.

სინათლის ელექტრომაგნიტურმა თეორიამ შესაძლებელი გახადა ბევრის ახსნა ოპტიკური ფენომენები, როგორიცაა ჩარევა, დიფრაქცია, პოლარიზაცია და ა.შ. თუმცა, ამ თეორიამ ვერ დაასრულა სინათლის ბუნების გაგება. უკვე მე-20 საუკუნის დასაწყისში გაირკვა, რომ ეს თეორია არასაკმარისი იყო ატომური მასშტაბის ფენომენების ინტერპრეტაციისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება სინათლის მატერიასთან ურთიერთქმედების დროს. ისეთი ფენომენების ასახსნელად, როგორიცაა შავი სხეულის გამოსხივება, ფოტოელექტრული ეფექტი, კომპტონის ეფექტი და ა.შ., საჭირო იყო კვანტური ცნებების დანერგვა.

2. სინათლის კვანტური თვისებები: ფოტოელექტრული ეფექტი. კომპტონის ეფექტი

ფოტოელექტრული ეფექტი აღმოაჩინა 1887 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა გ.ჰერცმა და ექსპერიმენტულად შეისწავლა ა.გ.სტოლეტოვმა 1888-1890 წლებში. ყველაზე სრული კვლევაფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი განხორციელდა ფ. ლენარდის მიერ 1900 წელს. ამ დროისთვის ელექტრონი უკვე აღმოჩენილი იყო (დ. ტომსონი, 1897) და ცხადი გახდა, რომ ფოტოელექტრული ეფექტი (უფრო ზუსტად - გარე ფოტოელექტრული ეფექტი) შედგება ნივთიერებიდან ელექტრონების გამოდევნისაგან მასზე სინათლის ინციდენტის გავლენის ქვეშ.

ფოტოელექტრული ეფექტის შესასწავლად ექსპერიმენტული დაყენების დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 3.

ბრინჯი. 3. ექსპერიმენტული წყობის დიაგრამა ფოტოელექტრული ეფექტის შესასწავლად

ექსპერიმენტებში გამოყენებული იქნა მინის ვაკუუმის ბოთლი ორი ლითონის ელექტროდით, რომლის ზედაპირი კარგად გაიწმინდა. ელექტროდებზე გამოყენებული იყო გარკვეული ძაბვა U, რომლის პოლარობა შეიძლება შეიცვალოს ორმაგი გადართვის გამოყენებით. ერთ-ერთი ელექტროდი (კათოდი K) განათებული იყო კვარცის ფანჯრიდან გარკვეული ტალღის სიგრძის λ მონოქრომატული შუქით და მუდმივი სინათლის ნაკადის დროს გაზომილი იყო ფოტო დენის სიმძლავრის I დამოკიდებულება გამოყენებული ძაბვაზე. ნახ. სურათი 4 გვიჩვენებს ასეთი დამოკიდებულების ტიპურ მრუდებს, რომლებიც მიღებულია ორი ინტენსივობის მნიშვნელობებზე მანათობელი ნაკადი, ინციდენტი კათოდზე.

ბრინჯი. 4. ფოტოდინების სიძლიერის დამოკიდებულება დაყენებულ ძაბვაზე. მრუდი 2 შეესაბამება სინათლის უფრო მაღალ ინტენსივობას. In1 და In2 არის გაჯერების დენები, Uз არის ბლოკირების პოტენციალი.

მრუდები აჩვენებს, რომ საკმარისად დიდი დადებითი ძაბვის დროს A ანოდზე, ფოტოდინება აღწევს გაჯერებას, ვინაიდან კათოდიდან სინათლის მიერ გამოდევნილი ყველა ელექტრონი აღწევს ანოდამდე. ფრთხილად გაზომვებმა აჩვენა, რომ გაჯერების დენი In პირდაპირპროპორციულია შუქის ინტენსივობისა. როდესაც ანოდზე ძაბვა უარყოფითია, ელექტრული ველი კათოდსა და ანოდს შორის აფერხებს ელექტრონებს. მხოლოდ იმ ელექტრონებს შეუძლიათ მიაღწიონ ანოდს კინეტიკური ენერგიარომელიც აღემატება |eU|. თუ ანოდზე ძაბვა ნაკლებია –Uz-ზე, ფოტოდენი ჩერდება. Uz-ის გაზომვით შეგიძლიათ განსაზღვროთ ფოტოელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია:

მეცნიერთა გასაკვირად, Uz-ის მნიშვნელობა დამოუკიდებელი აღმოჩნდა სინათლის ნაკადის ინტენსივობისგან. ფრთხილად გაზომვებმა აჩვენა, რომ ბლოკირების პოტენციალი წრფივად იზრდება სინათლის ν სიხშირის გაზრდით (ნახ. 5).

ბრინჯი. 5. Uз ბლოკირების პოტენციალის დამოკიდებულება შუქის სიხშირეზე ν.

მრავალმა ექსპერიმენტატორმა დაადგინა ფოტოელექტრული ეფექტის შემდეგი ძირითადი პრინციპები:

4) ფოტოელექტრული ეფექტი პრაქტიკულად ინერციისგან თავისუფალია, ფოტოდინება წარმოიქმნება მყისიერად კათოდის განათების დაწყების შემდეგ, იმ პირობით, რომ სინათლის სიხშირე ν > νწთ.

ფოტოელექტრული ეფექტის ყველა ეს კანონი ძირეულად ეწინააღმდეგებოდა კლასიკური ფიზიკის იდეებს სინათლის მატერიასთან ურთიერთქმედების შესახებ. ტალღის კონცეფციის თანახმად, ელექტრონი, რომელიც ურთიერთქმედებს ელექტრომაგნიტურ სინათლის ტალღასთან, თანდათან აგროვებს ენერგიას და დასჭირდება მნიშვნელოვანი დრო, სინათლის ინტენსივობიდან გამომდინარე, რომ ელექტრონმა დააგროვოს საკმარისი ენერგია კათოდიდან გასაფრენად. როგორც გამოთვლები აჩვენებს, ეს დრო უნდა გამოითვალოს წუთებში ან საათებში. თუმცა, გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ფოტოელექტრონები ჩნდება კათოდის განათების დაწყებისთანავე. ამ მოდელში ასევე შეუძლებელი იყო ფოტოელექტრული ეფექტის წითელი საზღვრის არსებობის გაგება. სინათლის ტალღური თეორია ვერ ხსნიდა ფოტოელექტრონების ენერგიის დამოუკიდებლობას სინათლის ნაკადის ინტენსივობისგან, მაქსიმალური კინეტიკური ენერგიის პროპორციულობა სინათლის სიხშირეზე.

ამრიგად, სინათლის ელექტრომაგნიტურმა თეორიამ ვერ შეძლო ამ შაბლონების ახსნა.

გამოსავალი იპოვა ა. აინშტაინმა 1905 წელს. ფოტოელექტრული ეფექტის დაკვირვებული კანონების თეორიული ახსნა აინშტაინმა მისცა მ. პლანკის ჰიპოთეზას, რომ სინათლე გამოიყოფა და შეიწოვება გარკვეულ ნაწილებში და თითოეული ასეთი ნაწილის ენერგია არის განსაზღვრული ფორმულით E = hν, სადაც h არის მუდმივი პლანკი, აინშტაინმა გადადგა შემდეგი ნაბიჯი კვანტური ცნებების განვითარებაში. ის მივიდა დასკვნამდე, რომ სინათლეს ასევე აქვს წყვეტილი დისკრეტული სტრუქტურა. ელექტრომაგნიტური ტალღაშედგება ცალკეული ნაწილებისგან - კვანტებისგან, რომლებსაც მოგვიანებით ფოტონები უწოდეს. მატერიასთან ურთიერთობისას ფოტონი მთლიანად გადასცემს მთელ თავის ენერგიას hν ერთ ელექტრონს. ელექტრონს შეუძლია ამ ენერგიის ნაწილის გაფანტვა მატერიის ატომებთან შეჯახების დროს. გარდა ამისა, ელექტრონის ენერგიის ნაწილი იხარჯება მეტალ-ვაკუუმის ინტერფეისზე პოტენციური ბარიერის გადალახვაზე. ამისათვის ელექტრონმა უნდა შეასრულოს სამუშაო ფუნქცია A, რომელიც დამოკიდებულია კათოდური მასალის თვისებებზე. მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია, რომელიც შეიძლება ჰქონდეს კათოდიდან გამოსხივებულ ფოტოელექტრონს, განისაზღვრება ენერგიის შენარჩუნების კანონით:

ამ ფორმულას ჩვეულებრივ უწოდებენ აინშტაინის განტოლებას ფოტოელექტრული ეფექტისთვის.

აინშტაინის განტოლების გამოყენებით, გარე ფოტოელექტრული ეფექტის ყველა კანონის ახსნა შეიძლება. აინშტაინის განტოლებიდან გამომდინარეობს ხაზოვანი დამოკიდებულებამაქსიმალური კინეტიკური ენერგია სიხშირეზე და სინათლის ინტენსივობისგან დამოუკიდებლობა, წითელი საზღვრის არსებობა, ინერციისგან თავისუფალი ფოტოელექტრული ეფექტი. საერთო რაოდენობაფოტოელექტრონები, რომლებიც ტოვებენ კათოდის ზედაპირს 1 წმ-ში, უნდა იყოს პროპორციული იმავე დროს ზედაპირზე მოხვედრილი ფოტონების რაოდენობისა. აქედან გამომდინარეობს, რომ გაჯერების დენი პირდაპირპროპორციული უნდა იყოს სინათლის ნაკადის ინტენსივობისა.

როგორც აინშტაინის განტოლებიდან ჩანს, სწორი ხაზის დახრილობის კუთხის ტანგენსი, რომელიც გამოხატავს ბლოკირების პოტენციალის Uз დამოკიდებულებას ν სიხშირეზე (ნახ. 5), თანაფარდობის ტოლიპლანკის მუდმივი h ელექტრონის მუხტზე e:

ეს საშუალებას გვაძლევს ექსპერიმენტულად განვსაზღვროთ პლანკის მუდმივის მნიშვნელობა. ასეთი გაზომვები გაკეთდა რ. მილიკანის მიერ (1914) და კარგი თანხმობა იყო პლანკის მიერ აღმოჩენილ მნიშვნელობასთან. ამ გაზომვებმა ასევე შესაძლებელი გახადა გამომავალი A-ს სამუშაო ფუნქციის დადგენა:

სადაც c არის სინათლის სიჩქარე, λcr არის ტალღის სიგრძე, რომელიც შეესაბამება ფოტოელექტრული ეფექტის წითელ საზღვარს. მეტალების უმეტესობისთვის სამუშაო ფუნქცია A არის რამდენიმე ელექტრონვოლტი (1 eV = 1,602·10–19 J). IN კვანტური ფიზიკაელექტრონვოლტი ხშირად გამოიყენება როგორც ენერგიის ერთეული. პლანკის მუდმივის მნიშვნელობა, გამოხატული ელექტრონ ვოლტებში წამში, არის

h = 4,136·10 –15 eV·s

ლითონებს შორის ტუტე ლითონებს აქვთ ყველაზე დაბალი სამუშაო ფუნქცია. მაგალითად, ნატრიუმისთვის A = 1,9 eV, რომელიც შეესაბამება ფოტოელექტრული ეფექტის წითელ ზღვარს λcr ≈ 680 ნმ. ამიტომ კავშირები ტუტე ლითონებიგამოიყენება კათოდების შესაქმნელად ფოტოცელებში, რომლებიც შექმნილია ხილული სინათლის გამოსავლენად.

ასე რომ, ფოტოელექტრული ეფექტის კანონები მიუთითებს იმაზე, რომ სინათლე, როდესაც გამოსხივდება და შეიწოვება, იქცევა ნაწილაკების ნაკადად, რომელსაც ეწოდება ფოტონები ან სინათლის კვანტები.

ფოტონის ენერგია არის

ფოტონი მოძრაობს ვაკუუმში c სიჩქარით. ფოტონს არ აქვს მასა, m = 0. ფარდობითობის სპეციალური თეორიის ზოგადი მიმართებიდან, რომელიც აკავშირებს ნებისმიერი ნაწილაკების ენერგიას, იმპულსს და მასას,

E 2 = m 2 c 4 + p 2 c 2,

აქედან გამომდინარეობს, რომ ფოტონს აქვს იმპულსი

ამრიგად, სინათლის დოქტრინა, რომელმაც დაასრულა რევოლუცია, რომელიც გაგრძელდა ორი საუკუნის განმავლობაში, კვლავ დაუბრუნდა სინათლის ნაწილაკების - კორპუსკულების იდეებს.

მაგრამ ეს არ იყო ნიუტონის კორპუსკულარული თეორიის მექანიკური დაბრუნება. მე-20 საუკუნის დასაწყისში გაირკვა, რომ სინათლეს აქვს ორმაგი ბუნება. როგორც სინათლე ვრცელდება, ის ჩნდება ტალღის თვისებები(ინტერფერენცია, დიფრაქცია, პოლარიზაცია), ხოლო მატერიასთან ურთიერთობისას - კორპუსკულარული (ფოტოელექტრული ეფექტი). სინათლის ამ ორმაგ ბუნებას ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობა ეწოდება. მოგვიანებით ორმაგი ბუნება აღმოაჩინეს ელექტრონებში და სხვა ელემენტარული ნაწილაკები. კლასიკურ ფიზიკას არ შეუძლია ვიზუალური მოდელიმიკრო ობიექტების ტალღური და კორპუსკულური თვისებების კომბინაცია. მიკროობიექტების მოძრაობა არ რეგულირდება კანონებით კლასიკური მექანიკანიუტონი და კვანტური მექანიკის კანონები. მ. პლანკის მიერ შემუშავებული შავი სხეულის გამოსხივების თეორია და აინშტაინის ფოტოელექტრული ეფექტის კვანტური თეორია დევს ამ თანამედროვე მეცნიერების საფუძველს.

კომპტონის ეფექტი

ა. აინშტაინის მიერ 1905 წელს შემოთავაზებული ფოტონების კონცეფცია ფოტოელექტრული ეფექტის ასახსნელად, მიიღო ექსპერიმენტული დადასტურება ექსპერიმენტებში. ამერიკელი ფიზიკოსი A. Compton (1922). კომპტონმა შეისწავლა მოკლე ტალღის რენტგენის სხივების ელასტიური გაფანტვა მატერიის თავისუფალ (ან ატომებთან სუსტად შეკრულ) ელექტრონებზე. გაფანტული გამოსხივების ტალღის სიგრძის გაზრდის ეფექტი, რომელსაც მოგვიანებით კომპტონის ეფექტი ეწოდა, არ ჯდება ტალღის თეორიის ჩარჩოებში, რომლის მიხედვითაც გამოსხივების ტალღის სიგრძე არ უნდა შეიცვალოს გაფანტვისას. ტალღის თეორიის მიხედვით, ელექტრონი, სინათლის ტალღის პერიოდული ველის გავლენით, ახორციელებს იძულებით რხევებს ტალღის სიხშირეზე და ამიტომ გამოსცემს იმავე სიხშირის გაფანტულ ტალღებს.

კომპტონის წრე ნაჩვენებია ნახ. 6. მონოქრომატული რენტგენის გამოსხივება λ0 ტალღის სიგრძით, რომელიც გამოდის რენტგენის მილიდან R, გადის ტყვიის დიაფრაგმებში და ვიწრო სხივის სახით მიმართულია გაფანტული სამიზნე ნივთიერების P (გრაფიტი, ალუმინი)კენ. გარკვეული კუთხით θ მიმოფანტული რადიაცია გაანალიზებულია რენტგენის სპექტროგრაფი S-ის გამოყენებით, რომელშიც როლი დიფრაქციული ბადეუკრავს გრუნტზე დამაგრებულ K კრისტალს. გამოცდილებამ აჩვენა, რომ გაფანტულ გამოსხივებაში იზრდება ტალღის სიგრძე Δλ, დამოკიდებულია გაფანტვის კუთხეზე θ:

Δλ = λ - λ 0 = 2Λ sin 2 θ / 2,

სადაც Λ = 2,43·10–3 ნმ არის ეგრეთ წოდებული კომპტონის ტალღის სიგრძე, გაფანტული ნივთიერების თვისებებისგან დამოუკიდებელი. გაფანტულ გამოსხივებაში λ ტალღის სიგრძის სპექტრულ ხაზთან ერთად შეიმჩნევა ტალღის სიგრძის გადაუნაცვლებელი ხაზი λ0. გადაადგილებული და შეუცვლელი ხაზების ინტენსივობის თანაფარდობა დამოკიდებულია გაფანტული ნივთიერების ტიპზე.

სურ.6. კომპტონის ექსპერიმენტის დიზაინი

სურათი 7 გვიჩვენებს ინტენსივობის განაწილების მრუდები რადიაციის სპექტრში, რომელიც მიმოფანტულია გარკვეული კუთხით.

ბრინჯი. 7. გაფანტული გამოსხივების სპექტრები

კომპტონის ეფექტის ახსნა 1923 წელს მისცეს ა. კომპტონმა და პ. დებიიმ (დამოუკიდებლად) რადიაციის ბუნების შესახებ კვანტური კონცეფციების საფუძველზე. თუ ვივარაუდებთ, რომ გამოსხივება არის ფოტონების ნაკადი, მაშინ კომპტონის ეფექტი არის რენტგენის ფოტონების ელასტიური შეჯახების შედეგი მატერიის თავისუფალ ელექტრონებთან. გაფანტული ნივთიერებების მსუბუქ ატომებში ელექტრონები სუსტად არიან მიბმული ატომის ბირთვებთან, ამიტომ ისინი თავისუფლად შეიძლება ჩაითვალოს. შეჯახების დროს ფოტონი თავისი ენერგიისა და იმპულსის ნაწილს გადასცემს ელექტრონს კონსერვაციის კანონების შესაბამისად.

განვიხილოთ ორი ნაწილაკის ელასტიური შეჯახება - ინციდენტის ფოტონი, ენერგიით E0 = hν0 და იმპულსი p0 = hν0 / c, მოსვენებულ ელექტრონთან, რომლის დასვენების ენერგია ტოლია, ფოტონი, რომელიც ეჯახება ელექტრონს, იცვლის მიმართულებას მოძრაობის (გაფანტვის). გაფანტვის შემდეგ ფოტონის იმპულსი უდრის p = hν / c, ხოლო მისი ენერგია E = hν< E0. Уменьшение энергии фотона означает увеличение длины волны. Энергия электрона после столкновения в соответствии с релятивистской формулой (см. § 7.5) становится равной სადაც pe არის ელექტრონის შეძენილი იმპულსი. კონსერვაციის კანონი იწერება ფორმაში

იმპულსის შენარჩუნების კანონი

შეიძლება გადაიწეროს სკალარული ფორმით, თუ გამოვიყენებთ კოსინუსების თეორემას (იხ. იმპულსის დიაგრამა, სურ. 8):

ბრინჯი. 8.პულსი დიაგრამა სტაციონარული ელექტრონის მიერ ფოტონის ელასტიური გაფანტვისთვის.

ენერგიისა და იმპულსის შენარჩუნების კანონების გამოხატვის ორი მიმართულებიდან, მარტივი გარდაქმნებისა და pe-ს მნიშვნელობის აღმოფხვრის შემდეგ, შეიძლება მივიღოთ

mc 2 (ν 0 – ν) = hν 0 ν(1 – cos θ).

სიხშირეებიდან ტალღის სიგრძეზე გადასვლა იწვევს გამოხატვას, რომელიც ემთხვევა ექსპერიმენტიდან მიღებულ კომპტონის ფორმულას:

ამრიგად, კვანტური ცნებების საფუძველზე შესრულებულმა თეორიულმა გაანგარიშებამ უზრუნველყო კომპტონის ეფექტის ყოვლისმომცველი ახსნა და შესაძლებელი გახადა კომპტონის ტალღის სიგრძის Λ გამოხატვა. ფუნდამენტური მუდმივები h, c და m:

როგორც გამოცდილება გვიჩვენებს, გაფანტულ გამოსხივებაში, λ ტალღის სიგრძის გადაადგილებულ ხაზთან ერთად, შეინიშნება ტალღის სიგრძის შეუცვლილი ხაზიც λ0. ეს აიხსნება ზოგიერთი ფოტონის ურთიერთქმედებით ელექტრონებთან, რომლებიც ძლიერად არიან მიბმული ატომებთან. ამ შემთხვევაში ფოტონი ცვლის ენერგიას და იმპულსს მთლიან ატომთან. ელექტრონის მასასთან შედარებით ატომის დიდი მასის გამო, ფოტონის ენერგიის მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილი გადადის ატომში, ამიტომ გაფანტული გამოსხივების ტალღის სიგრძე λ პრაქტიკულად არ განსხვავდება შემხვედრი გამოსხივების ტალღის სიგრძისგან λ0. .

3. პლანკის კვანტური თეორია

პლანკი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ გახურებული სხეულის მიერ ელექტრომაგნიტური ენერგიის გამოსხივების და შთანთქმის პროცესები არ ხდება განუწყვეტლივ, როგორც კლასიკური ფიზიკა იყო მიღებული, მაგრამ სასრულ ნაწილებში - კვანტებში. კვანტური არის ენერგიის მინიმალური ნაწილი, რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება სხეულის მიერ. პლანკის თეორიის მიხედვით, კვანტური E-ს ენერგია პირდაპირპროპორციულია სინათლის სიხშირის:

სადაც h არის ეგრეთ წოდებული პლანკის მუდმივი, ტოლია h = 6.626·10–34 J·s. პლანკის მუდმივა არის უნივერსალური მუდმივა, რომელიც იგივე როლს ასრულებს კვანტურ ფიზიკაში, როგორც სინათლის სიჩქარე SRT-ში.

სხეულების მიერ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ემისიის და შთანთქმის პროცესების წყვეტილი ბუნების შესახებ ჰიპოთეზაზე დაყრდნობით, პლანკმა მიიღო ფორმულა. სპექტრული სიკაშკაშეაბსოლუტურად შავი სხეული. მოსახერხებელია პლანკის ფორმულის დაწერა ისეთი ფორმით, რომელიც გამოხატავს ენერგიის განაწილებას შავი სხეულის რადიაციის სპექტრში ν სიხშირეებზე და არა λ ტალღის სიგრძეებზე.

აქ c არის სინათლის სიჩქარე, h არის პლანკის მუდმივი, k არის ბოლცმანის მუდმივი, T – აბსოლუტური ტემპერატურა.

შავი სხეულის გამოსხივების პრობლემის გადაწყვეტა დაიწყო ახალი ეპოქაფიზიკაში. კლასიკური ცნებების მიტოვებასთან შეგუება ადვილი არ იყო და თავად პლანკი, რომელმაც დიდი აღმოჩენა გააკეთა, რამდენიმე წელი წარუმატებლად ცდილობდა კლასიკური ფიზიკის პოზიციიდან ენერგიის კვანტიზაციის გაგებას.

დასკვნა

ამრიგად, სინათლის ბუნების შესახებ პირველი იდეები გაჩნდა ძველ ბერძნებსა და ეგვიპტელებს შორის. როდესაც გამოიგონეს და გაუმჯობესდა სხვადასხვა ოპტიკური ინსტრუმენტი, ეს იდეები განვითარდა და გარდაიქმნა. მე-17 საუკუნის ბოლოს წარმოიქმნა სინათლის ორი თეორია: ი.ნიუტონის კორპუსკულარული თეორია და რ.ჰუკისა და ჰ.ჰუგენსის ტალღური თეორია.

ფოტოელექტრული ეფექტი აღმოაჩინა 1887 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა გ.ჰერცმა და ექსპერიმენტულად შეისწავლა ა.გ.სტოლეტოვმა 1888-1890 წლებში. ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენის ყველაზე სრული შესწავლა ჩაატარა ფ. ლენარდმა 1900 წელს. ამ დროისთვის ელექტრონი უკვე აღმოჩენილი იყო და ცხადი გახდა, რომ ფოტოეფექტი (უფრო ზუსტად, გარე ფოტოეფექტი) შედგება. ნივთიერებიდან ელექტრონების გამოდევნა მასზე სინათლის ინციდენტის გავლენით.

შედეგად, მრავალმა ექსპერიმენტატორმა დაადგინა ფოტოელექტრული ეფექტის შემდეგი ძირითადი პრინციპები:

1) ფოტოელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია წრფივად იზრდება სინათლის სიხშირის ზრდით ν და არ არის დამოკიდებული მის ინტენსივობაზე.

2) თითოეული ნივთიერებისთვის არსებობს ფოტოელექტრული ეფექტის ეგრეთ წოდებული წითელი ლიმიტი, ანუ ყველაზე დაბალი სიხშირე νწთ, რომლის დროსაც გარე ფოტოელექტრული ეფექტი ჯერ კიდევ შესაძლებელია.

3) კათოდიდან გამოსხივებული ფოტოელექტრონების რაოდენობა 1 წმ-ში პირდაპირპროპორციულია სინათლის ინტენსივობისა.

1905 წელს ა.აინშტაინის მიერ შემოთავაზებული ფოტონების კონცეფცია ფოტოელექტრული ეფექტის ასახსნელად, მიიღო ექსპერიმენტული დადასტურება ამერიკელი ფიზიკოსის ა. კომპტონის (1922) ექსპერიმენტებში. კომპტონმა შეისწავლა მოკლე ტალღის რენტგენის სხივების ელასტიური გაფანტვა მატერიის თავისუფალ (ან ატომებთან სუსტად შეკრულ) ელექტრონებზე. გაფანტული გამოსხივების ტალღის სიგრძის გაზრდის ეფექტი, რომელსაც მოგვიანებით კომპტონის ეფექტი ეწოდა, არ ჯდება ტალღის თეორიის ჩარჩოებში, რომლის მიხედვითაც გამოსხივების ტალღის სიგრძე არ უნდა შეიცვალოს გაფანტვისას.

1900 წელს პლანკმა წამოაყენა ჰიპოთეზა გამოსხივებული ენერგიის კვანტიზაციის შესახებ.

პლანკის ფორმულა კარგად აღწერს შავი სხეულის გამოსხივების სპექტრულ განაწილებას ნებისმიერ სიხშირეზე. ის შესანიშნავად შეესაბამება ექსპერიმენტულ მონაცემებს.

კვანტიზაციის იდეა ფიზიკაში ერთ-ერთი უდიდესი იდეაა. აღმოჩნდა, რომ უწყვეტად მიჩნეულ ბევრ რაოდენობას აქვს დისკრეტული სერიაღირებულებები. ამ იდეის საფუძველზე წარმოიშვა კვანტური მექანიკა, რომელიც აღწერს მიკრონაწილაკების ქცევის კანონებს.

გამოყენებული ბმულების სია

1. გუსეიხანოვი, მ.კ. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები: - მ.: დაშკოვი ი კ, 2005. - 692 გვ.

2. დუბნიშევა, ტ.ია. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. ძირითადი კურსი კითხვა-პასუხებში: პროკ. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის / T.Ya. დუბნიშევა. - ნოვოსიბირსკი: ციმბირის უნივერსიტეტი. გამომცემლობა, 2003. - 407გვ.

3. თანამედროვე ბუნებისმეტყველების ცნებები: სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის / ედ. ვ.ნ. ლავრინენკო, ვ.პ. რატნიკოვა - მე-3 გამოცემა, შესწორებული. და დამატებითი - M.: UNITY-DANA, 2003. - 317გვ.

4. ლებედევი ს.ა. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. – მ.: 2007 წ

5. პოკროვსკი, ა.კ. თანამედროვე ბუნებისმეტყველების ცნებები: სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის / A.K. პოკროვსკი, ლ.ბ. მიროტინი; რედაქტირებულია ლ.ბ. მიროტინა. - მ.: გამოცდა, 2005. - 480 წ.

6. რუზავინი, გ.ი. თანამედროვე ბუნებისმეტყველების ცნებები: სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის / გ.ი. რუზავინი. - მ.: ერთობა, 2005. - 287გვ.

7. სუხანოვი ა.დ., გოლუბევა ო.ნ. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. მ., 2004 წ

8. ტოროსიანი, ვ.გ. თანამედროვე ბუნებისმეტყველების ცნებები: სახელმძღვანელო. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის / ვ.გ. ტოროსიანი. - მ.: უმაღლესი. სკოლა, 2003. - 208გვ.

თანამედროვე ბუნებისმეტყველების ცნებები: სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის / ედ. ვ.ნ. ლავრინენკო, ვ.პ. რატნიკოვა - მე-3 გამოცემა, შესწორებული. და დამატებითი - M.: UNITY-DANA, 2003. - 317გვ.

რუზავინი, გ.ი. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები: სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის / გ.ი. რუზავინი. - მ.: ერთობა, 2005. - 287გვ.

დუბნიშევა, ტ.ია. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. ძირითადი კურსი კითხვა-პასუხებში: პროკ. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის / T.Ya. დუბნიშევა. - ნოვოსიბირსკი: ციმბირის უნივერსიტეტი. გამომცემლობა, 2003. - 407გვ.

ლებედევი ს.ა. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. – მ.: 2007 წ

გუსეიხანოვი, მ.კ. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები: - მ.: დაშკოვი ი კ, 2005. - 692 გვ.

სუხანოვი A.D., Golubeva O.N. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები. მ., 2004 წ

ტოროსიანი, ვ.გ. თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებები: სახელმძღვანელო. სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის / ვ.გ. ტოროსიანი. - მ.: უმაღლესი. სკოლა, 2003. - 208გვ.