Aineen kaksoisluonne tarkoittaa sitä, että että esim
sähkömagneettinen säteily käyttäytyy joissain tilanteissa aaltomaisesti ja
toisissa taas hiukkasmaisesti. Hiukkasilla on vastaavasti aaltomaisia ominaisuuksia.
Kiihtyvässä liikkeessä oleva varauksinen hiukkanen lähettää
sähkömagneettista säteilyä. Edestakaista värähdysliikettä tekevät elektronit
lähettävät sähkömagneettisia aaltoja. Sähkömagneettinen aalto etenee valon
nopeudella. Valokin on sähkömagneettista säteilyä. Sähkömagneettinen aalto on
sähkökentän ja magneettikentän säännönmukaista värähtelyä aallon
etenemissuuntaan nähden kohtisuorassa tasossa.
Säteilyn aallonpituus riippuu säteilylähteestä.
Aallonpituusalueita ovat
-
gammasäteily
-
röntgensäteily
-
ultraviolettisäteily
-
näkyvä valo
-
infrapunasäteily
-
radioaallot
Mustan kappaleen säteily
Kappaleen lähettämää sähkömagneettista säteilyä, joka
muuttuu lämpötilan mukaan, kutsutaan lämpösäteilyksi. Lämpösäteilyn spektri on
jatkuva, eli kappale säteilee lähes kaikilla aallonpituuksilla. Mustan
kappaleen säteilyssä ovat mukana kaikki aallonpituudet. Nimitys musta kappale
tulee siitä, että ideaalinen säteilylähde absorboi kaiken siihen osuvan
säteilyn ja se säteilee kaikilla aallonpituuksilla. Esim Aurinko ja grillihiili
ovat lähes ideaalisia mustia kappaleita. Mustan kappaleen spektri riippuu vain
kappaleen lämpötilasta.
Aine emittoi ja absorboi sähkömagneettista säteilyä vain
tietynsuuruisina energia-annoksina eli kvantteina. Kvantin energia on
E = hf
jossa f on säteilyn taajuus ja h Planckin vakio. Se on
6,6260755*10-34 Js eli 4,135669*10-15 eVs.
Valon kvanttiteoria
Valokvanttiteorian mukaan sähkömagneettinen säteily muodostuu erillisistä hiukkasmaisista osista, valokvanteista eli fotoneista. Fotonit ovat massattomia! Ne liikkuvat valon nopeudella. Fotonin energia on
E = hf = hc/λ
Fotonin liikemäärän suuruus on
p = h/λ ja suunta fotonin liikkeen suunta. Fotonin energian
ja liikemäärän yhtälöitä kutsutaan Einsteinin yhtälöiksi.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti