Страница:Радиолюбитель 1926 г. №11-12.djvu/16

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Л №11—12 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ

241 А

Световые кванты

ВСЕ радисты знают, что радиоволны есть свет. Радиоволны распространяются как свет,—потому что, если радиослушатель вычитал, что концерт в Давентри начнется по нашему времени в 21 ч. 15 м., то, если английские музыканты заиграют строго но расписанию, слушатель и услышит начало концерта ровно в 21 ч. 15 м.

Пройти эти тысячи километров для радиоволн ничего не значит. Единственно только свет обладает такою скоростью, что может долетать от антийода за */i5 секунды.

Конечно, лучше было бы, если бы радиоволны можно было просто видеть: тогда не нужно было бы доказывать, что они—свет. Да и некому мне было бы сейчас доказывать этого—не существовало бы приемников, обращающих невидимый радиосвет в свет видимый или звук слышимый, но существовало бы и радиолюбителей.

Много свету невидимого, который нужно превращать во что-либо, чтобы узнать о нем; по диапазону частот, его в тысячи раз • больше, чем видимого. Нужно попасть между узкими пределами видимых частот, чтобы подействовать на наш глаз.

Если радиоволны невидимы, потому что их частоты слишном МАЛЬ!, то ультрафиолетовые, рентгеновы ввлны невидимы потому, что несут с собою слишком БОЛЬШИЕ частоты. При таком обилии невидимых световых частот было бы очень печально, если бы они оставались пеиспользованы нашей техникой. Но в действительности они-то как раз—эти невидимые частоты—особенно легко превращаются в другие полезные явления и притом, вообще говоря, тем легче, чем дальше они в ту или другую сторону от видимой области.

Радиоволны приводят в движение электроны приемной антенны, заставляют их в такт со своею частотою двигаться по антенному проводу fo вверх, то вниз, то в одну, то п другую сторону; никакой самый яркий видимый свет, падающий на антенну, не способен вызвать ото явление; нечего уже и говорить про волны с еще большей частотой. Но зато волны ультрафиолетовые,—а еще в большей степени рентгеповы—обладают другим свойством: они выбивают электроны непроводника, на который попадают на своем пути; заставляют электроны покинуть то тело, в котором они находились; заставляют ото тело стать положительно наэлектризованным (фотоаффект); видимый свет производит это явление не так легко и выбиваемые им электроны более вилы,

Рис. 1. Усилительная лампа может работать с холодным катодом, освещаемым ультрафиолетовым светом.

не так энергичны, как при действии света с большими частотами. Это—главный закон фотоэффекта.

Можно сделать усилительную лампу с катодом холодным, но зато освещаемым ультрафиолетовым светом; пуская ее в ход,

Проф. В. К. Лебединский.

не приходится замыкать батареи накала (которой нет в такой лате ), а нужно направить (рис. 1) пучок у.-ф. света на пдартинку, служащую катодом вместо накаленпой нити.

Электроны, выбрасываемые из тела при фотоэффекте, обладают, как мы сказали, тем большей скоростью, тем большею кинетическою энергией), чем больше частота того света, который производит

Проф. В. К. Лебединский.

фотоэффект. Мы рассматривали этот закон с точки зрения того удобства, который из него проистекает: невидимые лучи, если они у.-ф., через фотоэффект легко обнаруживаются. Но является более основной вопрос: почему существует такой закон? Почему свет с очень большой частотой способен придать электронам большую кинетическую энергию, а свет, хотя бы и очень сильный, мощный, но с меньшей частотой, могущий вызвать очень обильный фотоэффект, т.-е. выбить очень большое число электронов в секунду, не придаст ни одному из них такой большой энергии?

Я знаю, что н этом месте для моего читателя может возникнуть затруднение. Не всегда ясно различают, что, когда говорят о каком-либо свете, хотя бы напр., о радиосвете, или ультрафиолетовом, всегда приходится различать: яркость, мощность света и его частоту. Яркий свет, как и слабый, может быть .и большой и малой частоты. Яркий свет может быть и зеленым, и желтым, и фиолетовым; излучение с отправительной станции может быть и при волне в 3 000 метров, и при волне в 20 метров, более мохцньш и менее мощным. Для того, чтобы понять основной закон фото.'зффекта, необходимо различать эти два качества всякого света. Энергия вылетающих при фотоэффекте электронов зависит от частоты света, а обилие их, т.-е. число электронов, вылетающих за секунду, зависит исключительно от яркости.

Видимый свет может быть очень ярким, но в нем есть какая-то внутренняя слабость; ультрафиолетовые лучи, а еще в большей степени—рентгеновы, могут представлять собою очень бедный поток энергии, но зато всегда обладающий какою-то большою внутреннею силою, способностью выполнить большие задания.

В чем тут дело?

Единственный выход в следующем соображении: можно представить себе большую группу слабых работников, общая их работа будет очень велика; по если при этом всем работникам приходится рассыпаться на отдельные поделки, то их общая (пусть очень большая) работа будет состоять лишь из очень небольших (забот (обильный фотоэффект и вяльте электроны).

Наоборот, группа сильных работников, рассыпавшихся также по отдельным поделкам, даст результат, состоящий из крупных работ. Полная работа такой группы может выйти и равною, и менц- шею, и большею, чем (забота первой группы, но она всегда будет состоять из больших поделок.

Также нужно представлять себе и свет разных частот. При большой частоте какою обладает ультрафиолетовый свет, световой поток состоит из больших количеств энергии, при малой частоте—из малых. Когда свет обращается просто в тепло, нагревает какой-нибудь предмет, —это различие не имеет значения; в этом случае его (забота (тепловая (забота) равпа его полной энергии. По когда свет работает, таге сказать, поштучно, работает над атомами, или электронами, что-либо изменяя в их строении или состоянии, тогда он работает теми своими отдельными количествами энергии, из которых состоит; тогда сказывается, каковы эти отдельные количества. Каждое из них идет на работу над одним из атомов или электронов. К таким случаям относится химическое превращение, производимое светом (фотохимические явления), флюоресценция, фосфоресценция; сюда же относится и фотоэффект; все эти явления, если не примешиваются какие-либо побочные препятствия, происходят тем более резко, более глубоко, чем больше световые частоты.

Эти отдельные и равные между собой частицы энергии, на которые приходится разделять световой поток каждой данной частоты, чтобы оценить глубину производимых светом видоизменений в атоме или электроне атома, эти, можно сказать, атомы световой энергии называются световыми нваитамм.

Квантовая теория учит об особой структуре света: он всегда состоит из квант; если свет сложный, несет в себе несколько различных частот, то он состоит из различных квант. Подобно этому атомная теория учит, что всякое простое вещество состоит из одинаковых атомов, и что, если вещество сложное, то оно состоит из раэличиьтх атомов. Разница между этими теориями в том, что атомная теория говорит об атомах материи, а квантовая —об атомах световой энергии.

Если кванты увеличиваются с частотой, то они уменьшаются с уменьшением частоты; они очень малы в радиоволнах, и мы не можем ожидать от радиолучей, чтобы они вызвали заметный фотоэффект, или фосфоресценцию, или фотохимическое действие (фотографии); они действуют на приемную антенну, как целое, совершая ничтожные изменения в ее атомах.

Квантовая теория об’ясняет главный закон фотоэффекта; при этом она говорит, что световой квант, войдя в тело, всасывается попавшимся на его пути электроном, исчезает сам и проявляется в электроне, как его кинетическая энергия; электрон, напитавшись энергией кванта, освобождается и вылетает из тела.

В высшей степени замечательно, что мы знаем и обратное явление. Электрон, влетающий с большой скоростью в тело,