მარტივი ახსნა

რა არის სამოთხე?

ცა უსასრულობაა. ნებისმიერი ხალხისთვის ცა არის სიწმინდის სიმბოლო, რადგან ითვლება, რომ ღმერთი თავად ცხოვრობს იქ. ადამიანები, რომლებიც ცისკენ იხრებიან, წვიმას ითხოვენ, ან პირიქით, მზე. ანუ ცა არ არის მხოლოდ ჰაერი, ცა არის სიწმინდის და სიწმინდის სიმბოლო.

Ცა - ეს არის მხოლოდ ჰაერი, ის ჩვეულებრივი ჰაერი, რომელსაც ყოველ წამს ვსუნთქავთ, რასაც ვერ ნახავთ და შეეხოთ, რადგან ის გამჭვირვალე და წონაშია. მაგრამ ჩვენ ვსუნთქავთ გამჭვირვალე ჰაერს, რატომ იძენს მას ასეთი ცისფერი ფერი თავზე? ჰაერი შეიცავს რამდენიმე ელემენტს, აზოტს, ჟანგბადს, ნახშირორჟანგს, წყლის ორთქლს, მტვრის სხვადასხვა ნაწილაკებს, რომლებიც მუდმივად მოძრაობენ.

ფიზიკურად

პრაქტიკაში, როგორც ფიზიკოსები ამბობენ, ცა მხოლოდ ჰაერია, რომელიც მზის სხივებისგანაა აღბეჭდილი. მარტივად რომ ვთქვათ, დედამიწა მზე ანათებს, მაგრამ ამისათვის მზის სხივები უნდა გაიაროს ჰაერის უზარმაზარ ფენაში, რომელიც სიტყვასიტყვით აკრავს დედამიწას. და რადგან მზის სხივს აქვს მრავალი ფერი, უფრო სწორად, ცისარტყელის შვიდი ფერი. მათთვის, ვინც არ იცის, უნდა გავიხსენოთ, რომ ცისარტყელის შვიდი ფერია წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ღია ცისფერი, ლურჯი, მეწამული.

უფრო მეტიც, თითოეულ სხივს აქვს ეს ყველაფერი და ეს, ჰაერის ამ ფენით გავლით, შემდეგ ის ცისარტყელას სხვადასხვა ფერს აფრქვევს ყველა მიმართულებით, მაგრამ ცისფერი ფერი ყველაზე მეტად არის მიმოფანტული, ამის გამო ცა იძენს ლურჯ ფერს. მოკლედ რომ ვთქვათ, ცისფერი ცა არის ლაქები, რომლებიც ამ ფერში დახატულ სხივს იძლევა.

და მთვარეზე

ატმოსფერო არ არის და ამიტომ მთვარეზე ცა არაა ლურჯი, არამედ შავი. ასტრონავტები, რომლებიც ორბიტაზე გადადიან, შავ-შავ ცას ხედავენ, რომელზეც პლანეტები და ვარსკვლავები ანათებენ. რასაკვირველია, მთვარეზე ცა ძალიან ლამაზია, მაგრამ მაინც არ მსურს ვუყურებ მუდმივად შავი ცის თავზე.

ცა ფერს იცვლის

ცა ყოველთვის არ არის ლურჯი, ის ფერის შეცვლას ისურვებს. ყველამ, ალბათ, შეამჩნია, რომ ზოგჯერ მოთეთროა, ზოგჯერ მოლურჯო-შავი… რატომ არის ეს? მაგალითად, ღამით, როდესაც მზე არ აგზავნის სხივებს, ჩვენ ვხედავთ ცას არა ლურჯად, ატმოსფერო გვეჩვენება გამჭვირვალე. და გამჭვირვალე ჰაერის საშუალებით ადამიანს შეუძლია დაინახოს პლანეტები და ვარსკვლავები. და დღის მეორე ნახევარში, ცისფერი ფერი კვლავ საიმედოდ დაიმალება საიდუმლოებით მოცული სივრცის მოლოდინს თვალებისგან.

სხვადასხვა ჰიპოთეზა, რატომ არის ცა ლურჯი? (გოეთეს, ნიუტონის, მე -18 საუკუნის მეცნიერები, რაილი) ჰიპოთეზები)

ამდენი ჰიპოთეზა სხვადასხვა დროს წამოაყენეს ცის ფერის ასახსნელად. დააკვირდა, თუ როგორ იწევს კვამლი ბნელი ბუხრის ფონზე მოლურჯო ფერს, ლეონარდო და ვინჩმა დაწერა: ”... სიბნელეზე სიბნელე ცისფერი ხდება, უფრო ლამაზი და უფრო მშვენიერია ნათელი და ბნელი.” დაახლოებით იგივე აზრი ჩატარდა. გოეთე, რომელიც არა მხოლოდ მსოფლიოში ცნობილი პოეტი იყო, არამედ მისი დროის უდიდესი მეცნიერი. ამასთან, ცის ფერის ეს ახსნა დაუდასტურებელი აღმოჩნდა, რადგან, როგორც მოგვიანებით გაირკვა, შავი და თეთრი შერევა შეიძლება მხოლოდ ნაცრისფერ ტონებს მისცეს, და არა ფერები. ბუხარიდან კვამლის ლურჯი ფერი არის სრულიად განსხვავებული პროცესის გამო.

ჩარევის აღმოჩენის შემდეგ, კერძოდ, თხელი ფილმებში. ნიუტონიშეეცადა ჩაერეოდა ცის ფერის ასახსნელად. ამისათვის მან უნდა აღიარა, რომ წყლის წვეთები თხელი კედლის ბუშტების სახითაა, საპნის ბუშტების მსგავსი. მაგრამ რადგან ატმოსფეროში შემავალი წყლის წვეთები სინამდვილეში სფეროებია, ეს ჰიპოთეზა მალე "ადიდდა" საპნის ბუშტის მსგავსად.

მე -18 საუკუნის მეცნიერები მარიოტი, ბოგერი, ოულერი ფიქრობდნენ, რომ ცის ლურჯი ფერი არის ჰაერის შემადგენელი ნაწილების საკუთარი ფერის გამო. ამ განმარტებამ გარკვეული დადასტურებაც მოგვიანებით მიიღო, უკვე მე -19 საუკუნეში, როდესაც დადგინდა, რომ თხევადი ჟანგბადი ცისფერია, ხოლო თხევადი ოზონი - ცისფერი. ცის ფერის სწორად განმარტებასთან ყველაზე ახლოს მივიდა O.B. ძეხვი. მას სჯეროდა, რომ თუ ჰაერი აბსოლუტურად სუფთა იქნებოდა, ცა შავი იქნებოდა, მაგრამ ჰაერი შეიცავს მინარევებს, რომლებიც ასახავს უპირატესად ცისფერ ფერს (კერძოდ, წყლის ორთქლსა და წყლის წვეთებს). XIX საუკუნის მეორე ნახევრით. დაგროვდა ექსპერიმენტული მასალის სიმდიდრე სითხეებსა და აირებში სინათლის გაფანტვის საკითხზე, კერძოდ, აღმოჩენილია ფუძიდან მომავალი მიმოფანტული შუქის ერთი მახასიათებელი - მისი პოლარიზაცია. არაგო პირველი იყო, ვინც აღმოაჩინა და გამოიკვლია იგი. ეს იყო 1809 წელს. მოგვიანებით, ბაბინეტმა, ბრევესტერმა და სხვა მეცნიერებმა ჩაატარეს გამოკვლევა ფუნდამენტური პოლარიზაციის შესახებ. ცის ფერის შესახებ საკითხმა იმდენად მიიპყრო მეცნიერთა ყურადღება, რომ თხევებსა და აირებში სინათლის გაფანტვის შედეგად ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა, რომელთაც გაცილებით ფართო მნიშვნელობა ჰქონდათ, განხორციელდა თვალსაზრისით „ცის ლურჯი ფერის ლაბორატორიული რეპროდუქცია“. ეს ასევე მითითებულია სამუშაოების სათაურებში: ”ცის ლურჯი ფერის მოდელირება. ”ბრუკე ან” ცის ლურჯ ფერზე. ზოგადად მოღრუბლული მატერიის საშუალებით სინათლის პოლარიზაცია ”ტინდალი. ამ ექსპერიმენტების წარმატებებმა მეცნიერების აზრები სწორ გზაზე მიიყვანა - ეძებენ ცის ლურჯი ფერის მიზეზს ატმოსფეროში მზის გაფანტვაში.

პირველმა, ვინც ატმოსფეროში შუქის მოლეკულური გაფანტვის თანმიმდევრული, მკაცრი მათემატიკური თეორია შექმნა, იყო ინგლისელი მეცნიერი რაილეი. მას სჯეროდა, რომ სინათლის გაფანტვა ხდება არა მინარევებზე, როგორც მისი წინამორბედები ფიქრობდნენ, არამედ თვით ჰაერის მოლეკულებზე. Rayleigh– ის პირველი ნამუშევარი მსუბუქი გაფანტვის შესახებ გამოიცა 1871 წელს. მისი საბოლოო ფორმით, მისი გაფანტვის თეორია, რომელიც დამყარებული იყო იმ დროისთვის დამყარებული სინათლის ელექტრომაგნიტური ბუნებით, ნაჩვენებია ნაშრომში „ცისგან შუქი, მისი პოლარიზაცია და ფერი“, გამოქვეყნდა 1899 წლის რეილი (მისი სრული სახელია ჯონ უილიამ სტრეტი, Lord Rayleigh III) ხშირად უწოდებენ Rayleigh Scattering- ს მსუბუქი გაფანტვის სფეროში მუშაობისთვის, მისგან განსხვავებით მისი ვაჟი, ლორდი რეილიგი IV. ცის ფერის ასახსნელად, ჩვენ რაილისის თეორიის მხოლოდ ერთ დასკვნას მივცემთ და სხვადასხვა ოპტიკური ფენომენების ახსნისას რამდენჯერმე მივმართავთ სხვებს. ეს დასკვნა ამბობს: მიმოფანტული შუქის სიკაშკაშე ან ინტენსივობა ცვალებადი შუქის ცვალებადობით ანათებს პროტესტულ ნაწილაკზე მოქცეული ტალღის სიგრძის მეოთხე ძალას. ამრიგად, მოლეკულური გაფანტვა უკიდურესად მგრძნობიარეა მსუბუქი ტალღის სიგრძის მცირედი ცვლილებისთვის, მაგალითად, ტალღის სიგრძის იისფერი ოპტიკური სხივები (0.4 მიკრონი) არის წითელი ტალღის სიგრძის დაახლოებით ნახევარი (0.8 მიკრონი). აქედან გამომდინარე, იისფერი სხივები გაფანტავს 16 ჯერ უფრო ძლიერად, ვიდრე წითელი, და ინციდენტის სხივების იგივე ინტენსივობით, გაფანტული შუქით 16-ჯერ მეტი იქნება. ხილული სპექტრის ყველა სხვა ფერადი სხივი (ცისფერი, ცისფერი, მწვანე, ყვითელი, ნარინჯისფერი) შედის მიმოფანტულ შუქში რაოდენობებით, უკუჩვენებით პროპორციით, თითოეული მათგანის ტალღის სიგრძის მეოთხე ძალასთან. თუ ახლა ყველა ფერადი მიმოფანტული სხივი შერეულია ამ თანაფარდობით, მაშინ გაფანტული სხივების ნარევის ფერი იქნება ლურჯი.

მზის პირდაპირი სხივი (ეს არის მზის დისკიდან უშუალოდ მომდინარე), რომელიც ძირითადად ლურჯ და იისფერ სხივებს კარგავს გაფანტვის გამო, იძენს ცისფერ მოყვითალო ელფერით, რომელიც ინტენსიური ხდება, როდესაც მზე ჰორიზონტზე გადის. ახლა სხივებმა უფრო და უფრო მეტი გზა უნდა გაიაროს ატმოსფეროში. გრძელი გზაზე, მოკლევადიანი ტალღის დაკარგვა, ანუ იისფერი, ლურჯი, ლურჯი, სხივები უფრო და უფრო შესამჩნევი ხდება, ხოლო მზის ან მთვარის პირდაპირ შუქზე, ძირითადად გრძელი ტალღების სხივები - წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი - დედამიწის ზედაპირს აღწევს. აქედან გამომდინარე, მზე და მთვარე ფერი პირველი ხდება ყვითელი, შემდეგ ნარინჯისფერი და წითელი. მზის წითელი ფერი და ცის ლურჯი ფერი ერთი და იგივე გაფანტული პროცესის ორი შედეგია. უშუალო შუქში, ატმოსფეროში მისი გადმოსვლის შემდეგ, ძირითადად გრძელი ტალღის სხივები (წითელი მზე) რჩება, ხოლო მოკლე ტალღის სიგრძის სხივები (ცისფერი ცა) მიმოფანტულ შუქში ხვდება. ასე რომ, რეილისის თეორიამ ძალიან მკაფიოდ და დამაჯერებლად ახსნა ლურჯი ცის და წითელი მზის რიტუალი.

ცის თერმული მოლეკულური გაფანტვა

ყველანი შეჩვეულები ვართ იმ ფაქტს, რომ ცის ფერი არყის მახასიათებელია. ნისლი, ღრუბლები, დღის დრო - ყველაფერი გავლენას ახდენს გუმბათის ფერიზე თქვენს თავზე. მისი ყოველდღიური ცვლილება არ იპყრობს ყველაზე ზრდასრულთა გონებას, რაც არ შეიძლება ითქვას ბავშვებზე. მათ მუდმივად აინტერესებთ, რატომ არის ცა ლურჯი ფიზიკის თვალსაზრისით, ან რა ფერები აქვს მზის ჩასვლას წითელი. შევეცადოთ გავიგოთ ეს არა ყველაზე მარტივი კითხვები.

ცვალებადი

ღირს დაწყებული პასუხით კითხვაზე, რა არის სინამდვილეში ცა. ძველ სამყაროში მას ნამდვილად ხედავდნენ როგორც გუმბათს, რომელიც მოიცავს დედამიწას. დღეს, თუმცა, ვინმეს არავინ იცის, რომ რაც არ უნდა მაღლა აწიოს ცნობისმოყვარე გამომძიებელმა, იგი ვერ შეძლებს ამ გუმბათს მისვლას. ცა არ არის რამე, არამედ ის პანორამაა, რომელიც იხსნება პლანეტის ზედაპირიდან, როდესაც ის პლანეტის ზედაპირიდან იხილა, ერთგვარი გარეგნობა, ნაქსოვი შუქიდან. უფრო მეტიც, თუ სხვადასხვა თვალსაზრისს დააკვირდებით, ეს შეიძლება განსხვავებულად გამოიყურებოდეს. ასე რომ, ღრუბლებში მაღლა ასულიდან, სრულიად განსხვავებული ხედი იხსნება, ვიდრე ამ დროს მიწიდან.

ნათელი ცა არის ცისფერი, მაგრამ როგორც კი ღრუბლები მოხვდებიან, ის ნაცრისფერი, ტყვიისფერი, ან თეთრი ფერის გახდება. ღამის ცა შავია, ზოგჯერ მასზე მოწითალო ადგილები შეგიძლიათ ნახოთ. ეს არის ქალაქის ხელოვნური განათების ანარეკლი. ყველა ასეთი ცვლილების მიზეზი არის მსუბუქი და მისი ურთიერთქმედება ჰაერში და მასში შემავალი სხვადასხვა ნივთიერებების ნაწილაკებთან.

ფერის ბუნება

იმისათვის, რომ უპასუხოთ კითხვას, თუ რატომ არის ცა ლურჯი ფიზიკის თვალსაზრისით, თქვენ უნდა გახსოვდეთ რა არის ფერი. ეს არის გარკვეული სიგრძის ტალღა. მზიდან დედამიწამდე მომავალი შუქი თეთრი ჩანს. ნიუტონის ექსპერიმენტებიდან ცნობილია, რომ ის შვიდი სხივის ნაკრებია: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ღია ცისფერი, ცისფერი და იისფერი. ფერები განსხვავდება ტალღის სიგრძეში. წითელ-ნარინჯისფერი სპექტრი მოიცავს ამ შთამბეჭდავში ყველაზე შთამბეჭდავი ტალღებს. სპექტრის ნაწილები ხასიათდება მოკლე ტალღის სიგრძით. სინათლის სპექტრში დაშლა ხდება, როდესაც იგი სხვადასხვა ნივთიერებების მოლეკულებს ეჯახება, ტალღების ნაწილი შეიძლება შეიწოვება, ხოლო ნაწილი - მიმოფანტული.

გამოიწვიოს გამოძიება

ბევრი მეცნიერი ცდილობდა აეხსნა, თუ რატომ არის ცა ცისფერი ფიზიკის თვალსაზრისით. ყველა მკვლევარი ცდილობდა დაედგინა ფენომენი ან პროცესი, რომელიც პლანეტის ატმოსფეროში შფოთავს ისე, რომ შედეგად, მხოლოდ ლურჯი ჩვენამდე აღწევს. წყალი ასევე იყო პირველი კანდიდატი ამ ნაწილაკების როლისთვის. ითვლებოდა, რომ ისინი წითელ შუქს შთანთქავენ და ცისფერს გადასცემენ, შედეგად კი ცისფერ ცას ვხედავთ. ამასთან, შემდეგმა გათვლებმა აჩვენა, რომ ატმოსფეროში ოზონის, ყინულის კრისტალებისა და წყლის ორთქლის მოლეკულების რაოდენობა საკმარისი არ იყო ცისკენ ლურჯი ფერის მისაცემად.

მიზეზი არის დაბინძურება

კვლევის შემდეგ ეტაპზე ჯონ ტინდალმა თქვა, რომ მტვერი ასრულებს სასურველი ნაწილაკების როლს. ცისფერ შუქს ყველაზე დიდი წინააღმდეგობა აქვს გაფანტვისადმი და, შესაბამისად, მას შეუძლია გაიაროს მტვრის ყველა ფენა და სხვა შეჩერებული ნაწილაკები. ტინდალმა ჩაატარა ექსპერიმენტი, რომელიც დაადასტურა მისი ვარაუდი. მან ლაბორატორიაში შექმნა სმოგის მოდელი და განათებული იგი ნათელი თეთრი შუქით. სმოკმა მიიღო ლურჯი ელფერი. მეცნიერმა თავისი გამოკვლევისგან ერთმნიშვნელოვანი დასკვნა გამოიტანა: ცის ფერი განისაზღვრება მტვრის ნაწილაკებით, ანუ, თუ დედამიწის ჰაერი სუფთა იყო, მაშინ არა ცისფერი, არამედ ხალხის თავებზე მაღლა ანათებდა თეთრი ცა.

უფლის გამოკვლევა

საბოლოო წერტილი იმ კითხვაზე, თუ რატომ არის ცა ცისფერი (ფიზიკურის თვალსაზრისით) დააყენა ინგლისელმა მეცნიერმა, ლორდ დ. რაილიმ. მან დაადასტურა, რომ ეს არ არის მტვერი ან სმაგი, რომელიც ხატავს სივრცეს ზემოდან იმ ჩრდილში, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ. საუბარია თავად ჰაერზე. გაზის მოლეკულები შთანთქავენ უმსხვილეს და, ძირითადად, ყველაზე გრძელი ტალღების სიგრძეებს, რაც წითელია. ცისფერი იშლება. ასე აიხსნება დღეს ცის ფერი, რომელსაც ჩვენ აშკარად ამინდში ვხედავთ.

ყურადღებიანი შეამჩნევს, რომ მეცნიერთა ლოგიკის მიხედვით, თქვენს თავზე გუმბათი უნდა იყოს მეწამული, რადგან ამ ფერს ყველაზე მოკლე ტალღა აქვს ხილულ დიაპაზონში. თუმცა, ეს შეცდომა არ არის: სპექტრში იისფერი პროპორცია გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ლურჯი, ხოლო ადამიანის თვალები უფრო მგრძნობიარეა ამ უკანასკნელის მიმართ. სინამდვილეში, ცისფერი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ, არის ლურჯი მეწამლისა და რამდენიმე სხვა ფერის შერევის შედეგი.

მზის ამოსვლა და ღრუბელი

ყველამ იცის, რომ დღის სხვადასხვა დროს შეგიძლიათ ცის სხვადასხვა ფერის ნახვა. ზღვაზე ან ტბაზე ულამაზესი მზის ჩასვლის ფოტოები ამის შესანიშნავი მაგალითია. წითელი და ყვითელი ფერის ყველანაირი ჩრდილები, რომლებიც შერწყმულია ლურჯი და მუქი ლურჯებით, ამგვარი სპექტაკლის დაუვიწყარს ხდის. და ეს აიხსნება შუქის იმავე გაფანტვით. ფაქტია, რომ მზის და გამთენიისას მზის სხივებმა ატმოსფეროში გაცილებით დიდი ბილიკი უნდა გადალახოს, ვიდრე დღის სიმაღლეზე. ამ შემთხვევაში, სპექტრის ლურჯ-მწვანე ნაწილის შუქი სხვადასხვა მიმართულებით არის მიმოფანტული და ჰორიზონტის ხაზზე მდებარე ღრუბლები ფერადი წითელი ფერებით გახდება.

როდესაც ცა დაფარულია ღრუბლებით, სურათი მთლიანად იცვლება. ვერ ახერხებენ მკვრივი ფენის გადალახვას და მათი უმრავლესობა უბრალოდ ვერ აღწევს მიწას. სხივები, რომლებმაც ღრუბლებზე გადასვლა მოახერხეს, წვიმისა და ღრუბლების წყლის წვეთებს ხვდებიან, რაც კვლავ შუქს ამახინჯებს. ყველა ამ გარდაქმნის შედეგად, თეთრი შუქი დედამიწას აღწევს, თუ ღრუბლები მცირე ზომისაა და ნაცრისფერია, როდესაც ცა დაფარულია შთამბეჭდავი ღრუბლებით, რომლებიც კვლავ შთანთქავენ სხივების ნაწილს.

კიდევ ერთი სამოთხე

მაინტერესებს სხვა პლანეტებზე Მზის სისტემა როდესაც ზევიდან ნახავთ, ხედავთ ცას, რომელიც დედამიწისგან ძალიან განსხვავდება. ატმოსფეროს მოკლებული სივრცის ობიექტებზე, მზის სხივები თავისუფლად აღწევს ზედაპირს. შედეგად, აქ ცა შავია, ყოველგვარი ჩრდილის გარეშე. ასეთი სურათი შეგიძლიათ იხილოთ მთვარეზე, მერკურიზე და პლუტონზე.

მარსიან ცას წითელი-ნარინჯისფერი ფერი აქვს. ამის მიზეზი ის მტვერია, რომლითაც პლანეტის ატმოსფერო გაჯერებულია. იგი შეღებილია სხვადასხვა ფერებში წითელი და ნარინჯისფერი. როდესაც მზე ჰორიზონტზე მაღლა ამოდის, მარსიის ცა იქცევა ვარდისფერ – წითლად, ხოლო მისი ნაწილი უშუალოდ სანათურის დისკზე მიმდებარედ ჩანს ლურჯი ან თუნდაც მეწამული.

სატურნის ზემოთ ცა ისეთივე ფერია, როგორც დედამიწაზე. აკვამარინის ცა გადაჭიმულია ურანზე. ამის მიზეზი მდგომარეობს ზედა პლანეტებში მდებარე მეთანის ხეობაში.

ვენერა მკვლევარების თვალიდან იმალება ღრუბლების მკვრივი ფენით. ეს არ იძლევა ლურჯ – მწვანე სპექტრის სხივების მიღწევას პლანეტის ზედაპირზე, ამიტომ ცა აქ არის ყვითელი – ნარინჯისფერი, ჰორიზონტის გასწვრივ ნაცრისფერი ზოლით.

დღის განმავლობაში მიწისქვეშა სივრცის კვლევა ცხადყოფს არანაკლებ საოცრებას, ვიდრე ვარსკვლავიერი ცის შესწავლას. ღრუბლებში და მათ მიღმა მიმდინარე პროცესების გაცნობიერება ხელს უწყობს საშუალო ადამიანისთვის ნაცნობი საგნების მიზეზის გაგებას, რაც, მიუხედავად ამისა, ყველას არ შეუძლია დაუყოვნებლივ ახსნას.

სიხარულის დანახვა და გაგება
ბუნების ყველაზე ლამაზი საჩუქარია.
ალბერტ აინშტაინი

ზეციური ლურჯი რიდლი

რატომ არის ცა ცისფერი? ...

არ არსებობს ისეთი ადამიანი, ვინც ცხოვრებაში ერთხელ მაინც არ უფიქრია ამაზე. შუა საუკუნეების მოაზროვნეები უკვე ცდილობდნენ ცის ფერის წარმოქმნის ახსნას. ზოგი მათგანის აზრით, ლურჯი არის ჰაერის ან მისი შემადგენელი აირების ნამდვილი ფერი. სხვები თვლიდნენ, რომ ცის ნამდვილი ფერი შავია - გზა ღამით გამოიყურება. დღის განმავლობაში, ცის შავი ფერი თეთრთან არის შერწყმული - მზის სხივები და გამოდის ... ცისფერი.

ახლა, ალბათ, ვერ შეხვდებით ადამიანს, რომელსაც სურს ლურჯი საღებავის გაკეთება, შავი და თეთრი შეურიეთ. და იყო დრო, როდესაც ფერების შერევის კანონები ჯერ კიდევ გაუგებარი იყო. ისინი მხოლოდ სამასი წლის წინ დაამონტაჟეს ნიუტონმა.

ნიუტონი ასევე დაინტერესდა ზეციური ლურჯის საიდუმლოებით. მან დაიწყო ყველა წინა თეორიის უარყოფა.

პირველ რიგში, მისი თქმით, თეთრი და შავი ნაზავი არასდროს ქმნის ლურჯს. მეორეც, ცისფერი საერთოდ არ არის ჰაერის ნამდვილი ფერი. ეს რომ ასე ყოფილიყო, მაშინ მზის ჩასვლისას მზე და მთვარე წითელი არ გამოჩნდებოდა, როგორც სინამდვილეში არის, მაგრამ ლურჯი. შორეული თოვლიანი მთების მწვერვალები ასე გამოიყურება.

წარმოიდგინეთ, რომ ჰაერი ფერადია. თუნდაც ძალიან სუსტი იყოს. შემდეგ მისი სქელი ფენა იმოქმედებდა, როგორც ფერადი მინა. და თუ გადავხედავთ მოხატულ მინას, მაშინ ყველა ობიექტი ისეთივე ფერით გამოიყურება, როგორც ეს მინა. რატომ გვიჩანს შორეული თოვლიანი მწვერვალები ვარდისფერი ჩვენთვის და საერთოდ არა ლურჯი?

მის წინამორბედებთან კამათში ჭეშმარიტება ნიუტონის მხარეზე იყო. მან დაადასტურა, რომ ჰაერი არ არის ფერადი.

მაინც ვერ მოაგვარა ცისფერი ცის რიდლი. მას დაბნეული ჰქონდა ცისარტყელა, ბუნების ერთ-ერთი ყველაზე ლამაზი, პოეტური ფენომენი. რატომ ხდება უცებ და როგორც უცებ ქრება? ნიუტონი ვერ კმაყოფილდებოდა გაბატონებული ცრურწმენით: ცისარტყელა არის ნიშანი ზემოდან, ის ასახავს კარგ ამინდს. იგი ცდილობდა ყველა ფენომენის მატერიალური მიზეზის პოვნა. მან ასევე იპოვა ცისარტყელის მიზეზი.

ცისარტყელა არის raindrops- ში მსუბუქი რეფრაქციის შედეგი. ეს რომ გააცნობიერა, ნიუტონმა შეძლო გამოითვალა ცისარტყელის რკალის ფორმა და აეხსნა ფერების თანმიმდევრობა ცისარტყელში. მის თეორიას არ შეეძლო ახსნა მხოლოდ ორმაგი ცისარტყელის გამოჩენა, მაგრამ ამის გაკეთება მხოლოდ სამი საუკუნის შემდეგ შესაძლებელი გახდა ძალიან რთული თეორიის დახმარებით.

ცისარტყელას თეორიის წარმატებამ ჰიპნოზირა ნიუტონი. მან შეცდომით მიაჩნია, რომ ცის ლურჯი ფერი და ცისარტყელა იმავე მიზეზით იყო გამოწვეული. ცისარტყელა იფეთქებს, როდესაც მზის სხივები იშლება წვიმებისგან. მაგრამ ცისფერი ცა ჩანს არა მხოლოდ წვიმაში! პირიქით, ის წმინდა ამინდშია, როდესაც წვიმის მანიშნებელიც კი არ არის, რომ ცა განსაკუთრებით ცისფერია. როგორ ვერ შენიშნა დიდმა მეცნიერმა ეს? ნიუტონი ფიქრობდა, რომ ყველაზე პატარა წყლის ბუშტები, რომლებიც, მისი თეორიის თანახმად, მხოლოდ ცისარტყელას ცისფერ ნაწილს ქმნიან, ჰაერში იფუნქციონირებენ ნებისმიერ ამინდში. მაგრამ ეს იყო ბოდვა.

პირველი გამოსავალი

თითქმის 200 წელი გავიდა და კიდევ ერთი ინგლისელი მეცნიერი, რაილიგი წამოაყენა ეს საკითხი, იმის შიშით, რომ ამოცანა დიდი ნიუტონის ძლევამოსილებასაც კი არ სცილდებოდა.

რეილი მუშაობდა ოპტიკაში. და ადამიანები, რომლებმაც თავიანთი სიცოცხლე მიუძღვნეს სინათლის შესწავლას, დიდ დროს ატარებენ სიბნელეში. ექსტრაორდინალური შუქი ერევა საუკეთესო ექსპერიმენტებში; ამიტომ, ოპტიკური ლაბორატორიის ფანჯრები თითქმის ყოველთვის დაფარულია შავი, გაუგებარი ფარდებით.

რაილიმ საათობით გაატარა თავის პირქუშ ლაბორატორიაში, ინსტრუმენტებისგან გაქცევის შუქის სხივებით. სხივების ბილიკზე ისინი მოძრაობდნენ ცოცხალი მტვრის ნაწილაკებად. ისინი ნათლად იყვნენ განათებულნი და ამიტომ გამოირჩეოდნენ მუქი ფონზე. მეცნიერი, ალბათ, დიდი ხნის განმავლობაში ფიქრობდა, გაჰყვა მათ გლუვ მოძრაობებს, ისევე, როგორც ადამიანი უყურებს ბუხრით ნაპერწკლების თამაშს.

განა ეს არ იყო მტვერი, რომელიც სხივის სხივებში ცეკვავდა და რილეიმ ახალი იდეა შესთავაზა ცის ფერის წარმოშობის შესახებ?

ჯერ კიდევ უძველესი დროიდან ცნობილი გახდა, რომ სინათლე გამრავლებულია სწორი ხაზით. ეს მნიშვნელოვანი აღმოჩენა შეეძლო პირველყოფილი ადამიანის მიერ გაკეთებულიყო და დააკვირდა, თუ როგორ ხდება ქოხის ნაპრალების გაღება, მზის სხივები დაეცემა კედლებსა და იატაკზე.

მაგრამ მას ძლივს აწუხებდა ფიქრი, თუ რატომ ხედავს სინათლის სხივებს, მათ მხრიდან რომ უყურებს. და აქ არის რაღაც ფიქრი. ყოველივე ამის შემდეგ, მზის შუქი არის სხივი უფსკრულიდან იატაკამდე. დამკვირვებლის თვალი გვერდით არის და, მიუხედავად ამისა, ხედავს ამ შუქს.

ჩვენ ასევე ვხედავთ მზეს შუქს, რომელიც მიმართულია ცაში. ეს ნიშნავს, რომ შუქის ნაწილი რატომღაც გადახრილია პირდაპირი ბილიკიდან და იგზავნება ჩვენი თვალით.

რა არის ის შეცდომაში? ირკვევა, რომ მტვრის ძალიან ბევრი სპექტრი, რომლითაც ჰაერი სავსეა. მტვრისგან მიმოფანტული სხივები ჩვენს თვალში ჩნდება, რომლებიც, წინააღმდეგობის გაწევისას, გათიშვიან გზას და პირდაპირ ხაზში ვრცელდება მტვრის გაფანტული ნაწილისგან ჩვენს თვალწინ.

"განა ეს მტვერი არაა, რომელიც ცას ცისფერს ხდის?" ერთხელ რეიილი ფიქრობდა. მან მათემატიკა გააკეთა, და გამოცნობა ნდობით გადაიზარდა. მან იპოვა ახსნა ცისფერი ცის, წითელი ცისკრისა და ცისფერი ზაზუნებისთვის! რა თქმა უნდა, მტვრის ყველაზე პატარა ნაწილაკები, რომელთა ზომა ნაკლებია ტალღის სიგრძისა, მზის გაფანტული და უფრო მეტიც, უფრო მოკლეა მისი ტალღის სიგრძე, გამოაცხადა რაილისი 1871 წელს. და რადგან ხილულ მზის სპექტრში იისფერ და ცისფერ სხივებს ყველაზე მოკლე ტალღა აქვთ, ისინი ყველაზე ძლიერად იფანტებიან, ცას კი ლურჯ ფერს ანიჭებენ.

მზე და თოვლიანი მწვერვალები ემორჩილებოდნენ Rayleigh– ს ამ გაანგარიშებას. მათ მეცნიერთა თეორიაც კი დაადასტურეს. მზის ამოსვლისა და მზის ჩასვლისას, როდესაც მზის სინათლე გადის ჰაერის ყველაზე დიდ სისქეზე, იისფერი და ცისფერი სხივები, ამბობს რაილისის თეორია, ყველაზე მკაცრად მიმოფანტეს. ამავე დროს, ისინი გადახრილნი არიან პირდაპირი ბილიკიდან და არ ხვდებიან დამკვირვებლის თვალში. დამკვირვებელი ძირითადად ხედავს წითელ სხივებს, რომლებიც გაცილებით სუსტია. მაშასადამე, მზის ამოსვლისა და მზის ჩასვლისას, მზე ჩვენში წითელი ჩანს. ამავე მიზეზით, შორეული თოვლიანი მთების მწვერვალებიც ვარდისფერი ჩანს.

სუფთა ცას ვუყურებთ, ვხედავთ, რომ ლურჯი-ცისფერი სხივები გადახრილია სწორი ბილიკიდან გაფანტვის გამო და ჩვენს თვალებში ჩავარდება. და ცისფერი, რომელსაც ზოგჯერ ჰორიზონტის მახლობლად ვხედავთ, ლურჯად მოგვეჩვენება.

შემაშფოთებელი წვრილმანი

კარგი ახსნა, არა? იგი ასე დაატყვევეს თავად რაილისმა, მეცნიერები ისე იყვნენ გაოცებული თეორიის ჰარმონიით და რეილეიმ ნიუტონზე გამარჯვება, რომ არც ერთ მათგანს არ შეუმჩნევია ერთი მარტივი რამ. მიუხედავად ამისა, ამ წვრილმანმა მთლიანად უნდა შეცვალოს მათი შეფასება.

ვინ უარყოფს, რომ ქალაქიდან შორს, სადაც ჰაერში გაცილებით ნაკლები მტვერია, ცისფერი ცა განსაკუთრებით ნათელი და კაშკაშაა? რთული იყო ამის უარყოფა თავად რეილისთვის. მტვრის ნაწილაკები არ ანაწილებენ შუქს? Რა იქნება შემდეგ?

მან კვლავ შეცვალა მისი ყველა გაანგარიშება და დარწმუნდა, რომ მისი განტოლებები სწორია, მაგრამ ეს ნიშნავს, რომ გაფანტული ნაწილაკები ნამდვილად არ წარმოადგენენ მტვრის ნაწილაკებს. გარდა ამისა, მტვრის ნაწილაკები, რომლებიც ჰაერში იმყოფება, გაცილებით დიდია, ვიდრე სინათლის ტალღის სიგრძე, და გამოთვლები დაარწმუნა რაილიგმა, რომ მათი დიდი დაგროვება არ ზრდის ცის სიმსუბუქეს, მაგრამ, პირიქით, ასუსტებს მას. დიდი ნაწილაკების მიერ მსუბუქი გაფანტვა სუსტად არის დამოკიდებული ტალღის სიგრძეზე და, შესაბამისად, არ იწვევს მისი ფერის შეცვლას.

როდესაც შუქი დიდი ნაწილაკებით არის მიმოფანტული, ორივე მიმოფანტული და გადამდები შუქი რჩება თეთრი, შესაბამისად, ჰაერში დიდი ნაწილაკების გამოჩენა ცისფრად უფერულ ფერს აჩენს, ხოლო დიდი რაოდენობის დიდი წვეთების დაგროვება იწვევს ღრუბლებისა და ნისლის თეთრ ფერს. ამის შემოწმება ჩვეულებრივ სიგარეტზე მარტივია. მისგან პირიდან გამოსული კვამლი ყოველთვის მოთეთროა, ხოლო მისი დაწვის ბოლოდან ამომავალი კვამლი აქვს მოლურჯო ფერი.

სიგარეტის დაწვის ბოლოზე მაღლა მდგომი კვამლის უმსხვილესი ნაწილაკები სინათლის ტალღის სიგრძეზე მცირეა, ხოლო რეილისის თეორიის თანახმად, ისინი პირველ რიგში იისფერი და ცისფერი იფანტება. მაგრამ თამბაქოს სისქეში ვიწრო არხების გავლისას, კვამლის ნაწილაკები ერთმანეთთან ერთად (კოაგულატაციაში) იკვრება, რაც უფრო დიდ სიმსივნეებად გაერთიანდება. ბევრი მათგანი უფრო დიდია ვიდრე ტალღის სიგრძე და ისინი ანაწილებენ შუქის ყველა ტალღას დაახლოებით იმავე გზით. სწორედ ამიტომ, პირის ღრუდან მოსული მოწევა მოთეთროა.

დიახ, მტვრის ნაწილაკებზე დაფუძნებული თეორიის სადავო და დაცვა აზრი არ ჰქონდა.

ასე რომ, მეცნიერების წინაშე კვლავ გაჩნდა ცის ლურჯი ფერის საიდუმლო. მაგრამ რაილიმ არ უარი თქვა. თუ ცის ლურჯი ფერი არის უფრო სუფთა და მბრწყინავი, უფრო სუფთა ატმოსფეროა, - თქვა მან, მისი აზრით, მაშინ ცის ფერი არ შეიძლება გამოიწვიოს მხოლოდ ჰაერის მოლეკულებისგან. ჰაერის მოლეკულები, მან დაწერა თავის ახალ სტატიებში, ყველაზე პატარა ნაწილაკებია, რომლებიც მზის შუქს ანაწილებენ!

რეილი ამჯერად ძალიან ფრთხილად იყო. ახალი იდეის კომუნიკაციამდე მან გადაწყვიტა გამოსცადა ის, როგორმე შემოწმებულიყო თეორია გამოცდილებით.

საქმე წარდგენილია 1906 წელს. რაილისს დაეხმარა ამერიკელი ასტროფიზიკოს აბატი, რომელიც სწავლობდა ცის ლურჯ ბზინვარებას მთა ვილსონის ობსერვატორიაში. რაილისის გაფანტვის თეორიის საფუძველზე ცის სიკაშკაშის სიზუსტის გაზომვის შედეგების დამუშავებით, აბატმა გამოთვალა თითოეული კუბური სანტიმეტრი ჰაერის შემადგენლობაში მოლეკულების რაოდენობა. აღმოჩნდა, რომ ეს უზარმაზარი იყო! საკმარისია ვთქვათ, რომ თუ ამ მოლეკულებს გადაანაწილებთ დედამიწის მაცხოვრებელ ყველა ადამიანზე, მაშინ თითოეული მიიღებს ამ მოლეკულების 10 მილიარდს მეტს. მოკლედ, აბატმა აღმოაჩინა, რომ ჰაერის ყოველ კუბურ სანტიმეტრში 27 მილიარდ ჯერჯერ არის მილიარდი მოლეკულა ნორმალურ ტემპერატურასა და ატმოსფერულ წნევაზე.

გაზის კუბურ სანტიმეტრში მოლეკულების რაოდენობა შეიძლება განისაზღვროს სხვადასხვა გზით, სრულიად განსხვავებული და დამოუკიდებელი მოვლენების საფუძველზე. ყველა მათგანი იწვევს შედეგების მჭიდრო დამთხვევას და მისცეს რიცხვი, რომელსაც ეწოდება Loschmidt ნომერი.

ეს რიცხვი კარგად არის ცნობილი მეცნიერებისთვის და ერთზე მეტჯერ ის ზომასა და კონტროლს ასრულებდა გაზების მოვლენების ახსნის საქმეში.

ახლა კი აბატის მიერ მოპოვებული რიცხვი ცის ბზინვარების გაზომვისას დიდი სიზუსტით დაემთხვა ლოსჩმიდტის რაოდენობას. მაგრამ მან გამოიყენა რაილისის გაფანტვის თეორია მის გამოთვლებში. ამრიგად, ნათლად დადასტურდა, რომ თეორია სწორია, სინათლის მოლეკულური გაფანტვა ნამდვილად არსებობს.

ჩანდა, რომ რეილისის თეორია საიმედოდ იქნა დადასტურებული ექსპერიმენტის მიერ; ყველა მეცნიერმა იგი მიაჩნდა უპატრონოდ.

იგი ზოგადად აღიარეს და შევიდნენ ყველა ოპტიკის სახელმძღვანელოში. ადამიანს მშვიდად სუნთქვა შეეძლო: საბოლოოდ ნაპოვნია ახსნა ფენომენის შესახებ - ასე ნაცნობი და ამავე დროს იდუმალი.

გასაკვირი ის არის, რომ 1907 წელს, ცნობილი სამეცნიერო ჟურნალის გვერდებზე, კვლავ წამოიჭრა კითხვა: რატომ არის ცა ლურჯი?

Დავა

ვინ გაბედა ეჭვქვეშ დააყენა ზოგადად მიღებული რეილის თეორია?

უცნაურია, რომ ეს იყო Rayleigh– ის ერთ – ერთი ყველაზე მგზნებარე გულშემატკივარი და თაყვანისმცემელი. ალბათ, არავინ დაფასებულა და ესმოდა რაილისი ასე კარგად, არ იცოდა მისი შრომა ასე კარგად, არ აინტერესებდა მისი სამეცნიერო მოღვაწეობა იმდენი, რამდენადაც ახალგაზრდა რუსი ფიზიკოსის ლეონიდ მანდელშტამის.

- ლეონიდ ისააკოვიჩის გონების ხასიათში, - მოგვიანებით გაიხსენა კიდევ ერთი საბჭოთა მეცნიერი, აკადემიკოსი ნ.დ. პაპალექსი - ბევრი რამ ჰქონდა საერთო რაიილთან. და შემთხვევითი არაა, რომ მათი სამეცნიერო შემოქმედების გზები ხშირად პარალელურად დადიოდა და რამდენჯერმე ხდებოდა.

ისინი ამჯერად გადალახეს საკუთარ თავს, კითხვაზე, თუ რამდენად წარმოიქმნება ცის ფერი. მანამდე მანდელშტამს ძირითადად რადიოჟინერია უყვარდა. ჩვენი საუკუნის დასაწყისისათვის ეს იყო მეცნიერების სრულიად ახალი დარგი და ამას ცოტაც ესმოდა. A.S.- ს შემდეგ. პოპოვი (1895 წელს) მხოლოდ რამდენიმე წელი გავიდა და აქ ბევრი შრომა იყო. მოკლე დროში მანდელშტამმა ჩაატარა უამრავი სერიოზული გამოკვლევა ელექტრომაგნიტური რხევების სფეროში, როგორც ეს მიმართა რადიოჟინერი მოწყობილობებს. 1902 წელს მან დაიცვა სადისერტაციო ნაშრომი და ოცდა სამზე მიიღო დოქტორის დოქტორი ბუნებრივ ფილოსოფიაში სტრასბურგის უნივერსიტეტიდან.

რადიოტალღების აღგზნებით დატვირთვით, მანდელშტამმა, ბუნებრივია, შეისწავლა რაილისის ნამუშევრები, რომელიც აღიარებული ავტორიტეტი იყო ოსტარული პროცესების შესწავლაში. და ახალგაზრდა ექიმი უნებურად გაეცნო ცის ფერის პრობლემის პრობლემას.

მაგრამ, მას შემდეგ რაც გაეცნო ცის ფერის საკითხს, მანდელშტამმა არამარტო აჩვენა ცრუობა, ან, როგორც თვითონ თქვა, სინათლის მოლეკულური გაფანტვის ზოგადად მიღებული Rayleigh თეორიის "უკმარისობა", არა მხოლოდ გამოავლინა ცის ლურჯი ფერის საიდუმლოება, არამედ ასევე დაიწყო გამოძიება, რამაც გამოიწვია XX საუკუნის ფიზიკის ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩენები.

ეს ყველაფერი დაიწყო მიმოწერასთან დავის ერთ – ერთ უდიდეს ფიზიკოსთან, კვანტურ თეორიის მამასთან, მ. პლანკთან. როდესაც მანდელსტამი გაეცნო რაილისის თეორიას, მან იგი დაიპყრო მისი შფოთითა და შინაგანი პარადოქსებით, რომელიც, ახალგაზრდა ფიზიკოსის გასაკვირად, ვერ შეამჩნია ძველ, გამოცდილ რაილიგზე. რაილისის თეორიის არაადეკვატურობა განსაკუთრებით აშკარად გამოიკვეთა პლანკის მიერ მასზე დაფუძნებული სხვა თეორიის ანალიზში, რათა აეხსნა სინათლის შემსუბუქება, როდესაც ის გადის ოპტიკურად ერთგვაროვან გამჭვირვალე საშუალებად.

ამ თეორიაში იქნა მიღებული იმის საფუძველი, რომ ნივთიერების ძალიან მოლეკულები, რომლითაც სინათლე გადის, მეორადი ტალღების წყაროა. ამ მეორეხარისხოვანი ტალღების შესაქმნელად, პლანკი ამტკიცებდა, რომ გარდამავალი ტალღის ენერგიის ნაწილი იხარჯება, რაც შემდეგ დასუსტებულია. ჩვენ ვხედავთ, რომ ეს თეორია ემყარება რაილისის მოლეკულური გაფანტვის თეორიას და ეყრდნობა მის ავტორიტეტს.

საკითხის გაგების უმარტივესი გზა არის წყლის ზედაპირზე ტალღების დათვალიერება. თუ ტალღა ხვდება ფიქსირებულ ან მცურავ ობიექტებს (პილები, მორები, ნავები და ა.შ.), მაშინ მცირე ზომის ტალღები მიმოფანტავს ამ ობიექტებიდან ყველა მიმართულებით. ეს სხვა არაფერია, თუ არა გაფანტვა. ინციდენტის ტალღის ენერგიის ნაწილი იხარჯება მეორადი ტალღების აგზნებაზე, რაც საკმაოდ ანალოგიურია ოპტიკაში გაფანტულ შუქზე. ამ შემთხვევაში, თავდაპირველი ტალღა დასუსტებულია - იგი შეანარჩუნა.

მცურავი ობიექტები შეიძლება გაცილებით მოკლე იყოს ვიდრე მოგზაურობის დროს წყლის ტალღის სიგრძე. მცირე მარცვალიც კი გამოიწვევს მეორად ტალღებს. რა თქმა უნდა, როგორც ნაწილაკების ზომა მცირდება, მათ მიერ წარმოქმნილი მეორადი ტალღები სუსტდება, მაგრამ ისინი მაინც მიიღებენ მთავარ ტალღის ენერგიას.

ეს დაახლოებით ისაა, თუ როგორ წარმოიდგენდა პლანკი სინათლის ტალღის შესუსტების პროცესს, როდესაც ის აირზე გადის, მაგრამ მარცვლეულის როლს მის თეორიაში ასრულებდნენ გაზების მოლეკულები.

მანდელშტამი დაინტერესდა ამ საქმით.

მანდელშტამის აზროვნების მატარებელი ასევე აიხსნება წყლის ზედაპირზე ტალღების მაგალითის გამოყენებით. თქვენ უბრალოდ უნდა გაითვალისწინოთ ეს უფრო მჭიდროდ. ასე რომ, წყლის ზედაპირზე მცურავი პატარა მარცვლეული წყაროც კი არის მეორადი ტალღების წყარო. მაგრამ რა მოხდება, თუ ეს მარცვლები ისე მკვრივია დაასხით, რომ ისინი წყლის მთელ ზედაპირს ფარავს? შემდეგ აღმოჩნდება, რომ მრავალი მარცვლეულის შედეგად გამოწვეული ინდივიდუალური მეორადი ტალღები ისე იკეცება ისე, რომ ისინი სრულად ჩაქრეს ტალღების ის ნაწილები, რომლებიც მიდიან გვერდებზე და უკან, და გაფანტვა შეჩერდება. მხოლოდ ტალღა იწევს წინ. ის წინ გაიქცევა, საერთოდ არ შესუსტდება. მარცვლეულის მთლიანი მასის არსებობის ერთადერთი შედეგი იქნება პირველადი ტალღის გამრავლების სიჩქარის მცირე შემცირება. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რომ ეს ყველაფერი არ არის დამოკიდებული იმაზე, არის თუ არა მარცვალი სტაციონალური, ან მოძრაობენ თუ არა წყლის ზედაპირზე. მარცვლეულის აგრეგატი უბრალოდ იმოქმედებს, როგორც დატვირთვა წყლის ზედაპირზე, შეცვლის მისი ზედა ფენის სიმკვრივეს.

მანდელშტამმა ჩაატარა მათემატიკური გაანგარიშება იმ შემთხვევისთვის, როდესაც ჰაერში მოლეკულების რაოდენობა იმდენად დიდია, რომ ისეთ მცირე ნაწილშიც კი, როგორც მსუბუქი ტალღის სიგრძე, მოლეკულების ძალიან დიდი რაოდენობაა მოთავსებული. აღმოჩნდა, რომ ამ შემთხვევაში მეორეხარისხოვანი მსუბუქი ტალღები, რომლებიც აღფრთოვანებული არიან ინდივიდუალური ქაოტურად მოძრავი მოლეკულებით, უმატებენ ისე, როგორც მაგალითად ტალღები მარცვლეულთან ერთად. ეს ნიშნავს, რომ ამ შემთხვევაში მსუბუქი ტალღა პროპაგანდადება და გაფუჭების გარეშე, მაგრამ ოდნავ დაბალ სიჩქარით. ეს უარყოფდა რაილისის თეორიას, რომელიც თვლიდა, რომ ყველა შემთხვევაში ნაწილაკების გაფანტვის მოძრაობა უზრუნველყოფს ტალღების გაფანტვას და, შესაბამისად, უარყოფდა მასზე დაფუძნებულ პლანკის თეორიას.

ასე რომ, ქვიშა აღმოაჩინეს გაფანტული თეორიის საფუძველზე. მთელი ქარიშხალი შენობა შეირყა და დაემუქრა.

დამთხვევა

რა შეიძლება ითქვას Loschmidt- ის რიცხვის დადგენის შესახებ ცის ლურჯი ბზინვის გაზომვებიდან? ყოველივე ამის შემდეგ, გამოცდილებამ დაადასტურა რაილელის თეორია გაფანტვის შესახებ!

”ეს დამთხვევა უნდა ჩაითვალოს შემთხვევით”, - წერს მანდელშტამი 1907 წელს თავის ნაშრომში ”ოპტიკურად ჰომოგენური და ბუნდოვანი მედიის შესახებ”.

მანდელშტამმა აჩვენა, რომ მოლეკულების არეულობას არ შეუძლია გაზების ჰომოგენი გახადოს. პირიქით, რეალურ გაზში ყოველთვის არის ქაოტური თერმული მოძრაობის შედეგად ყველაზე მცირე ზომის რედუქტაცია და კონდენსაცია. სწორედ ისინი წარმოადგენენ სინათლის გაფანტვას, რადგან ისინი არღვევენ ჰაერის ოპტიკურ ერთგვაროვნებას. ამავე ნაშრომში მანდელშტამმა დაწერა:

”თუკი მედია ოპტიკურად არაჰომოგენურია, მაშინ, ზოგადად რომ ვთქვათ, ინციდენტის შუქზე მხარეები გაიფანტება.”

მაგრამ რადგან ქაოტური მოძრაობის შედეგად გამოწვეული ინჰომოგენურობის ზომები ნაკლებია მსუბუქი ტალღების სიგრძეზე, სპექტრის იისფერი და ლურჯი ნაწილების შესაბამისი ტალღები ძირითადად მიმოფანტავს. და ეს იწვევს, განსაკუთრებით, ცის ლურჯ ფერს.

ასე რომ, საბოლოოდ მოგვარდა ზეციური ლურჯის რიტუალი. თეორიული ნაწილი შეიმუშავა რაილიმ. სკატერების ფიზიკურ ბუნებას ადგენდა მანდელშტამი.

მანდელშტამის უდიდესი დამსახურებაა ის, რომ მან დაადასტურა, რომ გაზის სრულყოფილი ჰომოგენურობის დაშვება არ შეესაბამება იმ ფაქტს, რომ მასში სინათლეა გაფანტული. მან გააცნობიერა, რომ ცის ლურჯი ფერი ამტკიცებს, რომ გაზების ერთგვაროვნება მხოლოდ აშკარაა. უფრო სწორად, გაზები ერთგვაროვანი ჩანს მხოლოდ მაშინ, როდესაც შემოწმებულია უხეში ინსტრუმენტების საშუალებით, მაგალითად, ბარომეტრი, ბალანსი ან სხვა ინსტრუმენტები, რომლებსაც ერთდროულად ახდენენ მრავალი მილიარდი მოლეკულის გავლენის ქვეშ. მაგრამ სინათლის სხივი გრძნობს შედარებით მცირე რაოდენობით მოლეკულებს, იზომება მხოლოდ ათობით ათასი. და ეს საკმარისია იმის დასამტკიცებლად, რომ გაზის სიმკვრივე მუდმივად ექვემდებარება მცირე ადგილობრივ ცვალებადობას. ამიტომ, საშუალო, რომელიც ერთგვაროვანია ჩვენი "უხეში" თვალსაზრისით, ფაქტობრივად, არაჰომოგენურია. "სინათლის თვალსაზრისით" ის მოღრუბლულია და, შესაბამისად, შფოთავს სინათლეს.

მოლეკულების თერმული მოძრაობის შედეგად მიღებული ნივთიერების თვისებებში ადგილობრივ ცვლილებებს ახლა რყევებს უწოდებენ. მან განმარტა, თუ რატომაა ნათესის მოლეკულური გაფანტვის რყევების წარმოშობა, მანდელშტამმა გზა გაუკეთა მასალის შესწავლის ახალ მეთოდს - რყევას, ანუ სტატისტიკურ, მეთოდს, რომელიც მოგვიანებით შეიმუშავა სმოლუხოვსკიმ, ლორენცმა, აინშტაინმა და თვითონ ფიზიკის ახალ დიდ განყოფილებაში - სტატისტიკის ფიზიკა.

ცა მოციმციმე უნდა იყოს!

ასე რომ, ლურჯი ცის საიდუმლო გაირკვა. მაგრამ სინათლის გაფანტვის შესწავლა აქ არ შეჩერებულა. ყურადღება მიაქციეთ ჰაერის სიმკვრივის თითქმის იმპერიულ ცვლილებებს და ცის ფერს ახსნის სინათლის რყევების გაფანტვით, მანდელშტამ, თავისი მეცნიერების გამკაცრებული ინსტინქტით, აღმოაჩინა ამ პროცესის ახალი, კიდევ უფრო დახვეწილი თვისება.

ყოველივე ამის შემდეგ, ჰაერის ინჰომოგენურობა გამოწვეულია მისი სიმკვრივის შემთხვევითი რყევებით. დროთა განმავლობაში იცვლება ამ შემთხვევითი ინჰომოგენების სიდიდე, მუწუკების სიმკვრივე. მაშასადამე, მეცნიერის აზრით, ინტენსივობა დროთა განმავლობაში უნდა შეიცვალოს - გაფანტული შუქის სიძლიერე! ყოველივე ამის შემდეგ, რაც უფრო მკვრივია მოლეკულების მასალები, მით უფრო ინტენსიური ხდება მათზე მიმოფანტული შუქი. და რადგან ეს clots ჩანს და ქაოტურად ქრება, ცა, უბრალოდ რომ ვთქვათ, უნდა ციმციმდეს! მისი ბზინვარება და მისი ფერი უნდა შეიცვალოს ყველა დროის (მაგრამ ძალიან სუსტი)! მაგრამ ოდესმე ვინმემ შენიშნა ასეთი ციმციმი? Რათქმაუნდა არა.

ეს ეფექტი ისეთი დახვეწილია, რომ მას შიშველი თვალით ვერ ხედავთ.

არცერთი მეცნიერი არ დაფიქსირებულა ცვალებათა ამგვარი ცვალებადობით. თავად მანდელშტამს არ ჰქონდა შესაძლებლობა შეემოწმებინა თავისი თეორიის დასკვნები. ყველაზე რთული ექსპერიმენტების ორგანიზებას ხელი შეუშალა ჯერ ცარისტული რუსეთის უმძიმესი პირობებით, შემდეგ კი რევოლუციის პირველი წლების სირთულეებით, საგარეო ჩარევით და სამოქალაქო ომი.

1925 წელს მანდელშტამი გახდა მოსკოვის უნივერსიტეტის განყოფილების ხელმძღვანელი. აქ იგი შეხვდა გამოჩენილი მეცნიერის და გამოცდილი ექსპერიმენტის გრიგორი სამუილოვიჩ ლენდსბერგს. ასე რომ, ღრმა მეგობრობისა და საერთო სამეცნიერო ინტერესების გათვალისწინებით, მათ ერთად გააგრძელეს შეტევა მიმოფანტული სინათლის სუსტ სხივებში ჩაფლულ საიდუმლოებებზე.

იმ წლებში უნივერსიტეტის ოპტიკური ლაბორატორიები ინსტრუმენტებით ჯერ კიდევ ძალიან ცუდი იყო. უნივერსიტეტში არ არსებობდა ერთი მოწყობილობა, რომელსაც შეეძლო აეხსნა ცის ციმციმები ან იმ მცირე განსხვავებები ინციდენტების სიხშირეში და მიმოფანტული შუქი, რომელიც თეორიამ დაადგინა, ამ ციმციმის შედეგია.

თუმცა, ეს მკვლევარებმა არ შეაჩერეს. მათ უარი თქვეს ლაბორატორიაში ცის მიბაძვის იდეაზე. ეს მხოლოდ გაართულებს უკვე დახვეწილ გამოცდილებას. მათ გადაწყვიტეს შეისწავლონ არა თეთრი - რთული შუქის გაფანტვა, არამედ ერთი, მკაცრად განსაზღვრული სიხშირის სხივების გაფანტვა. თუ მათ ზუსტად იციან ინციდენტის შუქის სიხშირე, ბევრად უფრო ადვილი იქნება მოძებნოთ მას სიხშირე მასთან ახლოს, რომელიც უნდა წარმოიშვას გაფანტვის დროს. გარდა ამისა, თეორიამ აჩვენა, რომ დაკვირვებები უფრო ადვილია ჩატარდეს მყარებში, რადგან მათში მოლეკულები გაცილებით ახლოს არიან, ვიდრე აირებში, და რაც უფრო მკვრივია ნივთიერება, მით უფრო დიდია გაფანტვა.

დაიწყო ყველაზე შესაფერისი მასალების დაუღალავი ძებნა. დაბოლოს, არჩევანი კვარცის კრისტალებზე დაეცა. უბრალოდ იმიტომ, რომ დიდი გამჭვირვალე კვარცის კრისტალები უფრო ადვილად ხელმისაწვდომია, ვიდრე ყველა სხვა.

მოსამზადებელი ექსპერიმენტები ორი წლის განმავლობაში გაგრძელდა, შეირჩა კრისტალების ყველაზე სუფთა ნიმუშები, გაუმჯობესდა ტექნიკა, შეიქმნა ნიშნები, რომლითაც შესაძლებელი გახდა კვარცის მოლეკულებზე გაფანტვა, უეჭველად, განასხვავებინა კვარცის მოლეკულებზე გაფანტვა შემთხვევითი ჩანართებით, კრისტალური ინჰომოგენურობით და მინარევებით.

ჭკუა და შრომა

სპექტრული ანალიზისთვის უძლური ინსტრუმენტაციის გამო, მეცნიერებმა შეარჩიეს ინტელექტუალური გამოსავალი, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელი გახდა არსებული ინსტრუმენტების გამოყენება.

ამ სამუშაოს მთავარი სირთულე იმაში მდგომარეობდა, რომ გაცილებით ძლიერი შუქი იყო გამოსახული მოლეკულური გაფანტვით გამოწვეულ სუსტ შუქზე, მიმოფანტული მცირე დამაბინძურებლებით და იმ ბროლის ნიმუშების სხვა ნაკლოვანებებით, რომლებიც მოპოვებულ იქნა ექსპერიმენტებისთვის. მკვლევარებმა გადაწყვიტეს ისარგებლონ იმით, რომ ბროლის დეფექტების შედეგად წარმოქმნილი მიმოფანტული შუქი და ინსტალაციის სხვადასხვა ნაწილებიდან რეფლექსია ზუსტად ემთხვევა ინციდენტის შუქს. მათ მხოლოდ დაინტერესებული ჰქონდათ მსუბუქი, რომ მანდელშტამის თეორიის შესაბამისად შეიცვალა სიხშირე, ამრიგად, ამოცანა იყო გაამახვილა მოლეკულური გაფანტვით გამოწვეული შეცვლილი სიხშირის შუქის ამ ბევრად უფრო ნათელი შუქის ფონზე.

იმისთვის, რომ მიმოფანტულმა შუქმა რეგისტრირებისთვის დიდი სიძლიერე შეძლოს, მეცნიერებმა გადაწყვიტეს კვარცის განათება მათთვის ყველაზე ხელმისაწვდომი განათების მოწყობილობით: ვერცხლისწყლის ნათურა.

ასე რომ, კრისტალში მიმოფანტული შუქი ორი ნაწილისგან უნდა შედგებოდეს: შეცვლილი სიხშირის სუსტი შუქისგან, მოლეკულური გაფანტვის გამო (ამ ნაწილის შესწავლა მეცნიერთა მიზანი იყო) და უცვლელი სიხშირის ბევრად უფრო ძლიერი შუქისგან, რომელიც გამოწვეული იყო ექსტრასალური მიზეზებით (ეს ნაწილი საზიანო იყო. ამან კვლევა გაძნელდა).

მისი სიმარტივის მიერ მოზიდული მეთოდის იდეა: აუცილებელია მუდმივი სიხშირის შუქის შთანთქმა და შეცვლილი სიხშირის მხოლოდ შუქის გადატანა სპექტრულ აპარატში. მაგრამ სიხშირის განსხვავებები პროცენტული მხოლოდ რამდენიმე ათასით იყო. მსოფლიოში არცერთ სხვა ლაბორატორიას არ გააჩნია ფილტრი, რომელსაც შეუძლია დაშორდეს ასეთი ახლო სიხშირეები. თუმცა, გამოსავალი იპოვეს.

მიმოფანტულმა შუქმა გემში ვერცხლისწყლის ორთქლით გაიარა. შედეგად, გემის ყველა "მავნე" შუქი "ჩერდებოდა" და "სასარგებლო" შუქი შესამჩნევად შემცირდა. ამ შემთხვევაში ექსპერიმენტატორებმა ისარგებლეს ერთი ცნობილი გარემოებით. მატერიის ატომს, კვანტური ფიზიკის თანახმად, შეუძლია გამოსხივება მსუბუქი ტალღები მხოლოდ საკმაოდ გარკვეული სიხშირეებით. ამავე დროს, ამ ატომს ასევე შეუძლია შთანთქმის შუქი. უფრო მეტიც, მხოლოდ იმ სიხშირეების მსუბუქი ტალღებია, რომელსაც თავად შეუძლია გამოსხივება.

ვერცხლისწყლის ნათურაში შუქს ასხივებს ვერცხლისწყლის ორთქლი, რომელიც ანათებს ელექტრული გამონადენის გავლენის ქვეშ, რომელიც ხდება ნათურის შიგნით. თუ ამ შუქმა გაიარა ჭურჭელში, რომელიც ასევე შეიცავს ვერცხლისწყლის ორთქლს, იგი თითქმის მთლიანად შეიწოვება. რა თეორიის პროგნოზირება მოხდება: გემში ვერცხლისწყლის ატომები შთანთქავენ ნათურაში ვერცხლისწყლის ატომების მიერ წარმოქმნილ სინათლეს.

სხვა წყაროებიდან მიღებული შუქი, მაგალითად, ნეონის ნათურა, ვერცხლისწყლის ორთქლში გაივლის უვნებლად. ვერცხლისწყლის ატომები ამას ყურადღებასაც კი არ მიაქცევენ. ვერცხლისწყალი ვერცხლისწყლის ნათურის ნაწილი, რომელიც მიმოფანტულია კვარცში, ტალღის სიგრძის ცვლილებით.

სწორედ მან მოხერხებულ გარემოებაში გამოიყენა მანდელშტამი და ლანდსბერგი.

საოცარი აღმოჩენა

1927 წელს დაიწყო გადამწყვეტი ექსპერიმენტები. მეცნიერებმა კვარცის ბროლი განათდეს ვერცხლისწყლის ნათურის შუქით და დაამუშავეს შედეგები. და ... გაუკვირდათ.

ექსპერიმენტის შედეგები მოულოდნელი და უჩვეულო იყო. მეცნიერებმა ვერ იპოვნეს ის, რასაც მოსალოდნელი ჰქონდათ და არა ის, რაც თეორიით იყო განსაზღვრული. მათ აღმოაჩინეს სრულიად ახალი ფენომენი. მაგრამ რომელი? და ეს შეცდომა არ არის? გაფანტული შუქის დროს ნაპოვნი არ იყო მოსალოდნელი სიხშირე, მაგრამ გაცილებით მაღალი და დაბალი სიხშირე. მიმოფანტული შუქის სპექტრში გამოჩნდა სიხშირეების მთელი ერთობლიობა, რომლებიც კვარცის მსუბუქ ინციდენტში არ შედიოდნენ. უბრალოდ შეუძლებელი იყო მათი გარეგნობის ახსნა კვარცის ოპტიკური ჰომოგენურობით.

საფუძვლიანი შემოწმება დაიწყო. ექსპერიმენტები უზადოდ ჩატარდა. ისინი ისე ჭკვიანურად, მშვენივრად და ინტელექტუალურად ჩაფიქრდნენ, რომ ვერავინ შეძლებდა მათ აღფრთოვანებას.

- ასე ლამაზად და ზოგჯერ ბრწყინვალედ, ლეონიდ ისააკოვიჩმა ზოგჯერ უბრალოდ გადაჭრა ძალიან რთული ტექნიკური პრობლემები, რომელთა უნებლიეთ თითოეულ ჩვენგანს ჰქონდა შეკითხვა: "რატომ არ მომხდარა აქამდე?" - ამბობს ერთ-ერთი თანამშრომელი.

სხვადასხვა საკონტროლო ექსპერიმენტებმა მუდმივად დაადასტურეს, რომ შეცდომა არ არის. მიმოფანტული შუქის სპექტრის ფოტოებში, სუსტი და, მიუხედავად ამისა, საკმაოდ აშკარა ხაზები იყო შენარჩუნებული, რაც მიუთითებს მიმოფანტულ შუქზე "დამატებითი" სიხშირეების არსებობაზე.

მრავალი თვის განმავლობაში, მეცნიერები ეძებენ ახსნას ამ ფენომენის შესახებ. საიდან გაჩნდა "უცხო" სიხშირეები დიფუზიურ შუქზე ?!

და მოვიდა დღე, როდესაც მანდელშტამს საოცარი გამოხედვა დაარტყა. ეს იყო საოცარი აღმოჩენა, ის, რომელიც ახლა XX საუკუნის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან აღმოჩენად არის მიჩნეული.

მაგრამ მანდელშტამმა და ლენდსბერგმა მივიდნენ ერთსულოვან გადაწყვეტილებამდე, რომ ამ აღმოჩენის გამოქვეყნება შესაძლებელია მხოლოდ მყარი შემოწმების შემდეგ, ფენომენის სიღრმეში ამომწურავი შეღწევის შემდეგ. საბოლოო ექსპერიმენტები დაიწყო.

მზის დახმარებით

16 თებერვალს ინდოელმა მეცნიერებმა C.N. რამან და კ.ს. კრიშნანმა გამოგზავნა დეპეშა კალკუთიდან ამ ჟურნალში, მისი მოკლე აღწერილობით.

ამ წლებში, წერილები ყველაზე მრავალფეროვანი აღმოჩენების შესახებ, ჟურნალისტი "პრიროდაში" მიდიოდა მთელ მსოფლიოში. მაგრამ ყველა მესიჯი არაა გამიზნული, რომ მეცნიერების შფოთვა გამოიწვიოს. როდესაც ინდოელი მეცნიერების წერილით გამოვიდა საკითხი, ფიზიკოსები ძალიან აღელვებულები იყვნენ. ნოტის თავისებურებამ - ”მეორადი გამოსხივების ახალი ტიპი” - გამოიწვია ინტერესი. ყოველივე ამის შემდეგ, ოპტიკა ერთ-ერთი უძველესი მეცნიერებაა და ხშირად არ იყო შესაძლებელი მე –20 საუკუნეში მასში რაიმე უცნობი აღმოჩენის აღმოჩენა.

შეიძლება წარმოიდგინოთ, თუ რა ინტერესით აქვთ ფიზიკოსები მთელ მსოფლიოში, ელოდებოდნენ ახალ წერილებს კალკუტასგან.

მათი ინტერესი დიდწილად განაპირობა აღმოჩენის ერთ-ერთმა ავტორმა, რამანმა პიროვნულობამ. ის არის ცნობისმოყვარე ბედისა და გამორჩეული ბიოგრაფიის კაცი, ძალიან წააგავს აინშტაინის. აინშტაინი ახალგაზრდობაში გიმნაზიის მარტივი პედაგოგი იყო, შემდეგ კი საპატენტო ოფისის თანამშრომელი. სწორედ ამ პერიოდში მან დაასრულა თავისი ნაწარმოებების ყველაზე მნიშვნელოვანი. რამანმა, ბრწყინვალე ფიზიკოსმა, ასევე უნივერსიტეტის დამთავრების შემდეგ, იძულებული გახდა ათი წლის განმავლობაში ემუშავა ფინანსთა დეპარტამენტში, და მხოლოდ ამის შემდეგ მიიწვიეს კალკუტას უნივერსიტეტის განყოფილებაში. რამანი მალე გახდა ინდოეთის ფიზიკის სკოლის აღიარებული ხელმძღვანელი.

აღწერილ მოვლენებამდე დიდი ხნით ადრე, რამანმა და კრიშნანმა საინტერესო დავალებით წაიყვანეს. შემდეგ, 1923 წელს გამოწვეულმა ვნებებს ამერიკელმა ფიზიკოსმა კომპტტონის აღმოჩენამ, რომელიც, შეისწავლა რენტგენის სხივების გავლა მატერიის საშუალებით, აღმოაჩინა, რომ ამ სხივების ზოგიერთმა ნაწილმა, რომლებიც თავდაპირველ მიმართულებას განიცდიდნენ, გაიზარდა მათი ტალღის სიგრძე, ჯერ კიდევ არ იყო ჩაძირული. ოპტიკის ენაზე თარგმნილი შეიძლება ითქვას, რომ რენტგენმა სხივებმა, მატერიის მოლეკულებთან შეჯახებისას, შეცვალა მათი "ფერი".

ეს ფენომენი მარტივად აიხსნა კვანტური ფიზიკის კანონებით. მაშასადამე, კომპტონის აღმოჩენა ახალგაზრდა კვანტური თეორიის სისწორეობის ერთ-ერთი გადამწყვეტი მტკიცებულება იყო.

რაღაც მსგავსი, მაგრამ ოპტიკაში, ჩვენ გადავწყვიტეთ. აღმოაჩინეს ინდოელმა მეცნიერებმა. მათ სურდათ ნივთიერების გავლით სინათლის გავლა და დაენახოთ, თუ როგორ გაიფანტება მისი სხივები ნივთიერების მოლეკულებზე და შეიცვლება თუ არა მათი ტალღის სიგრძე.

როგორც ხედავთ, ნებით თუ უნებლიეთ, ინდოელი მეცნიერები საკუთარ თავს იგივე ამოცანად ასრულებენ, როგორც საბჭოთა მეცნიერები. მაგრამ მათი მიზნები განსხვავებული იყო. კალკუტაში, ოპტიკური ანალოგა იქნა ნაპოვნი Compton ეფექტისთვის. მოსკოვში ჩატარდა ექსპერიმენტული დადასტურება მანდელშტამის პროგნოზით, სინათლის გაფანტვაში სიხშირის ცვლილების შეცვლა ინჰომოგენურობის ცვალებადობით.

რამანმა და კრიშნანმა რთული გამოცდილება მიიღეს, რადგან მოსალოდნელი ეფექტი უნდა ყოფილიყო ძალიან მცირე. ექსპერიმენტს ძალიან ნათელი შუქი სჭირდებოდა. შემდეგ კი მათ გადაწყვიტეს მზის გამოყენება, შეაგროვეს მისი სხივები ტელესკოპით.

მისი ლინზის დიამეტრი იყო თვრამეტი სანტიმეტრი. მკვლევარებმა შეგროვებული შუქი პრიზმაში გაგზავნეს გემებში, რომლებშიც მოთავსებული იყო სითხეები და აირები, ფრთხილად გაწმენდილი მტვერი და სხვა დამაბინძურებლები.

მაგრამ უიმედო აღმოჩნდა, რომ გაფანტული შუქის მოსალოდნელი მცირე სიგრძის აღმოჩენა მზის თეთრი მზის გამოყენებით, რომელიც შეიცავს თითქმის ყველა შესაძლო ტალღის სიგრძეს. ამიტომ მეცნიერებმა გადაწყვიტეს მსუბუქი ფილტრების გამოყენება. მათ ლინზების წინ ლურჯი იისფერი ფილტრი დააყენეს და მიმოფანტულ შუქს ყვითელი-მწვანე ფილტრის საშუალებით აკვირდებოდნენ. მათ სამართლიანად გადაწყვიტეს, რომ ის, რაც პირველი ფილტრი გამოტოვა, წამში ჩერდება. ყოველივე ამის შემდეგ, ყვითელი-მწვანე ფილტრი შთანთქავს პირველი ფილტრის მიერ გადაცემულ ლურჯ-იისფერი სხივებს. ორივე, ერთმანეთის მიყოლებით, უნდა აღიქვას ინციდენტის ყველა შუქი. თუ რომელიმე სხივი დააკვირდება დამკვირვებლის ყურადღებას, მაშინ დარწმუნებით შეიძლება ითქვას, რომ ისინი არ იყვნენ ინციდენტის შუქზე, არამედ დაიბადნენ შესწავლილ ნივთიერებაში.

კოლუმბი

მართლაც, დიფუზიურ შუქზე რამანმა და კრიშნანმა იპოვნეს სხივები, რომლებიც მეორე ფილტრის მეშვეობით გადის. მათ ჩაწერეს დამატებითი სიხშირეები. პრინციპში, ეს შეიძლება იყოს ოპტიკური კომპტონის ეფექტი. ანუ, გემებში ნივთიერების მოლეკულებით გაფანტვისას, ცისფერ-იისფერ შუქს შეეძლო მისი ფერის შეცვლა და ყვითელი-მწვანე. მაგრამ ეს მაინც უნდა დაემტკიცებინა. შეიძლება არსებობდეს სხვა მიზეზები ყვითელი-მწვანე შუქის გამოჩენისთვის. მაგალითად, ეს შეიძლება აღმოჩნდეს luminescence შედეგად - სუსტი ბრწყინვალება, რომელიც ხშირად გვხვდება სითხეებში და მყარებში, სინათლის, სიცხის და სხვა მიზეზების გავლენის ქვეშ. ცხადია, იყო ერთი რამ - ეს შუქი კვლავ დაიბადა, ის არ იყო ინციდენტის შუქში.

მეცნიერებმა გაიმეორეს თავიანთი ექსპერიმენტი ექვსი განსხვავებული სითხეებით და ორგვარი ორთქლით. მათ დარწმუნდნენ, რომ აქ არც lumumincence და არც სხვა მიზეზები არ თამაშობს.

ის ფაქტი, რომ ხილული სინათლის ტალღის სიგრძე გაიზარდა, როდესაც მასში მიმოფანტეს, რამანში და კრიშნნაში დამყარდა. ჩანდა, რომ მათში ძებნა წარმატებით დასრულდა. მათ აღმოაჩინეს ოპტიკური ანალოგი Compton ეფექტისთვის.

იმისთვის, რომ ექსპერიმენტებს დასრულებული ფორმა ჰქონოდა და დასკვნებიც საკმარისად დამაჯერებელი იყო, სამუშაოს კიდევ ერთი ნაწილი უნდა გაკეთებულიყო. საკმარისი არ იყო ტალღის სიგრძის ცვლილების დადგენა. საჭირო იყო ამ ცვლილების მასშტაბების გაზომვა. პირველმა ხელი შეუწყო მსუბუქი ფილტრის გაკეთებას. იგი უძლური იყო წამის გაკეთება. აქ მეცნიერებს სჭირდებოდა სპექტროსკოპი - მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია შეაფასოს შესწავლილი სინათლის ტალღის სიგრძე.

და მკვლევარებმა დაიწყეს მეორე ნაწილი, არანაკლებ რთული და თვალწარმტაცი. მაგრამ მან ასევე დააკმაყოფილა მათი მოლოდინები. შედეგებმა კვლავ დაადასტურა ნაშრომის პირველი ნაწილის დასკვნები. თუმცა, ტალღის სიგრძე მოულოდნელად გრძელი აღმოჩნდა. გაცილებით მეტი, ვიდრე მოსალოდნელი იყო. მკვლევარებმა ამით არ გამწარებულან.

როგორ არ მახსოვს აქ კოლუმბიის შესახებ? იგი ინდოეთისაკენ საზღვაო მარშრუტს ეძებდა და, მიწის დანახვისას, ეჭვი არ ეპარებოდა, რომ მან მიაღწია მიზანს. ჰქონდა საფუძველი მას ეჭვი, რომ ეწამა მისი ნდობა წითელქონიანი მოსახლეობის და ახალი სამყაროს უცნობ ბუნებაში?

ნუთუ რამანი და კრიშნანი, რომლებიც კომპოტონის ეფექტის ხილულ შუქზე ამოცნობას არ ცდილობდნენ, ფიქრობდნენ, რომ მათ იპოვნეს შუქის შემოწმება, რომელიც გაიარა მათ სითხეებსა და გაზებში ?! ეჭვი გეპარებათ, როდესაც გაზომვებმა აჩვენა მიმოფანტული სხივების ტალღის სიგრძის მოულოდნელად უფრო დიდი ცვლილება? რა დასკვნამ გამოიტანეს მათი აღმოჩენის შედეგად?

ინდოელი მეცნიერების აზრით, მათ აღმოაჩინეს ის, რასაც ეძებენ. 1928 წლის 23 მარტს, ტელეგრამა გააფრინდა ლონდონში სტატიის სათაურით: "კომპტონის ეფექტის ოპტიკური ანალოგი". მეცნიერებმა დაწერა: ”ამრიგად, კომტონის ეფექტის ოპტიკური ანალოგია აშკარაა, გარდა იმისა, რომ ჩვენ საქმე გვაქვს ტალღის სიგრძის ცვლილებასთან შედარებით ბევრად უფრო დიდი…” შენიშვნა: ”ბევრად უფრო დიდი…”

ატომების ცეკვა

რამანისა და კრიშნანის მოღვაწეებს მეცნიერები შორის მუდმივი ოვაციით მიხვდნენ. ყველამ სამართლიანად აღფრთოვანა მათი ექსპერიმენტული ხელოვნება. ამ აღმოჩენისთვის რამანს მიენიჭა ნობელის პრემია 1930 წელს.

ინდოელი მეცნიერთა წერილს ერთვის სპექტრის ფოტო, რომელშიც ასახული იყო ხაზები მათი ადგილები, სადაც ასახულია ინციდენტის შუქისა და შუქის სიხშირე, რომელიც მიმოფანტულია ნივთიერების მოლეკულებით. ეს ფოტომ, რამანისა და კრიშნანის მიხედვით, უფრო ნათლად აჩვენა მათი აღმოჩენა.

როდესაც მანდელშტამმა და ლენდსბერგმა დაათვალიერეს ეს ფოტო, დაინახეს გადაღებული ფოტო თითქმის ზუსტი ასლი! როდესაც გაეცნენ მის ახსნას, მაშინვე მიხვდნენ, რომ რამანი და კრიშნანი არასწორად იყვნენ განწყობილნი.

არა, ეს არ იყო ინდოელი მეცნიერები, რომლებმაც აღმოაჩინეს კომპტონის ეფექტი, არამედ სრულიად განსხვავებული ფენომენი, იგივე, რასაც საბჭოთა მეცნიერები მრავალი წლის განმავლობაში სწავლობდნენ ...

მიუხედავად იმისა, რომ ინდოელი მეცნიერების აღმოჩენით გამოწვეული შფოთვა იზრდებოდა, მანდელშტამი და ლენდსბერგები საკონტროლო ექსპერიმენტებს ამთავრებდნენ, აჯამებდნენ ბოლო გადამწყვეტ შედეგებს.

და 1928 წლის 6 მაისს მათ გაგზავნეს სტატია დაბეჭდვისთვის. სტატიას ერთვის სპექტრის ფოტო.

მოკლედ დაადგინეს საკითხის ისტორია, მკვლევარებმა დეტალური ინტერპრეტაცია მოახდინეს მათ მიერ აღმოჩენილ ფენომენზე.

რა იყო ეს ფენომენი, რამაც მრავალი მეცნიერი დააზარალა და თავი გააქრო?

მანდელშტამის ღრმა ინტუიციამ და მკაფიო ანალიტიკურმა გონებამ დაუყოვნებლივ აღძრა მეცნიერი, რომ მიმოფანტული შუქის სიხშირეში გამოვლენილი ცვლილებები არ შეიძლება გამოწვეულიყო იმ ინტერმელექტრული ძალებით, რომლებიც ათვისებენ ჰაერის სიმკვრივის შემთხვევით განმეორებას. მეცნიერისთვის ცხადი გახდა, რომ მიზეზი უდავოდ მდგომარეობს თავად ნივთიერების მოლეკულებში, რომ ეს ფენომენი გამოწვეულია ატომების ინჰოლამონარული ვიბრაციით, რომლებიც ქმნიან მოლეკულას.

ასეთი რყევები ხდება ბევრად უფრო მაღალი სიხშირით, ვიდრე ის, რაც თან ახლავს საშუალო ზომის შემთხვევითი ინჰომოგენუტების წარმოქმნას და რეზორბციას. ეს არის ატომების ეს ვიბრაცია მოლეკულებში, რომლებიც გავლენას ახდენენ მიმოფანტულ შუქზე. როგორც ჩანს, ატომები აღნიშნავს მას, ტოვებს მათ კვალს მასზე, დაშიფრულია დამატებითი სიხშირით.

ეს იყო ყველაზე ლამაზი გამოცნობა, ადამიანის აზროვნების გაბედული შეჭრა ბუნების მცირე ციხესიმაგრის - მოლეკულის მიღმა. და ამ დაზვერვამ მოიყვანა ყველაზე მნიშვნელოვანი ინფორმაცია მისი შინაგანი სტრუქტურის შესახებ.

Ხელი ხელში

ასე რომ, ინტერმოლეკულური ძალებით გამოწვეული მიმოფანტული შუქის სიხშირეზე მცირე ცვლილების დადგენის მცდელობისას, აღმოჩნდა, რომ სიდიდის უფრო დიდი ცვლილება, რომელიც გამოწვეულია intramolecular ძალებით.

ამრიგად, ახალი ფენომენის ასახსნელად, რომელმაც მიიღო სახელწოდება „რამანის შუქის გაფანტვა“, საკმარისი იყო მანდელშტამის მიერ შექმნილი მოლეკულური გაფანტვის თეორიის დამატება, სადაც მოცემულია მონაცემები მოლეკულების შიგნით ატომების ვიბრაციების გავლენის შესახებ. ახალი ფენომენი აღმოაჩინეს მანდელშტამის იდეის განვითარების შედეგად, რომელიც მის მიერ ჩამოყალიბდა ჯერ კიდევ 1918 წელს.

დიახ, არა მიზეზის გარეშე, როგორც აკადემიკოსი ს.ი. ვავილოვი, ”ბუნებამ ლეონიდ ისააკოვიჩს მიუძღვნა სრულიად უჩვეულო, თვალისმომჭრელი, დახვეწილი გონება, რომელიც მაშინვე შენიშნა და გააცნობიერა ის მთავარი რამ, რაც უმრავლესობამ გულგრილობით გაიარა. ასე გაერკვა სინათლის გაფანტვის რყევების არსი და გაჩნდა იდეა სინათლის გაფანტვის დროს სპექტრის შეცვლის შესახებ, რაც საფუძველი გახდა რამანის გაფანტვის აღმოჩენისთვის. ”

მოგვიანებით, ამ აღმოჩენამ უზარმაზარი სარგებელი მიიღო, მან მიიღო მნიშვნელოვანი პრაქტიკული პროგრამა.

მისი აღმოჩენის მომენტში, იგი მხოლოდ მეცნიერებისთვის ყველაზე მნიშვნელოვან ღვაწლად ჩანდა.

რაც შეეხება რამანს და კრიშნანს? როგორ რეაგირებდნენ ისინი საბჭოთა მეცნიერთა აღმოჩენაზე და თვით მათაც? გაიგეს რა აღმოაჩინეს?

ამ კითხვებზე პასუხი მოცემულია რამანისა და კრიშნანის შემდეგ წერილში, რომლებიც მათ პრესას გაუგზავნეს საბჭოთა მეცნიერების მიერ სტატიის გამოქვეყნებიდან 9 დღის შემდეგ. დიახ, მათ ესმოდათ - მათ მიერ დაფიქსირებული ფენომენი არ იყო კომპტონის ეფექტი. ეს არის რამანის შუქის გაფანტვა.

რამანისა და კრიშნანის წერილების გამოქვეყნების შემდეგ და მანდელშტამის და ლანდსბერგის სტატიების გამოქვეყნების შემდეგ, მთელ მსოფლიოში მეცნიერებისთვის ცხადი გახდა, რომ ერთი და იგივე ფენომენი დამოუკიდებლად და პრაქტიკულად ერთდროულად შეიქმნა და შეისწავლეს მოსკოვში და კალკუტაში. მაგრამ მოსკოვის ფიზიკოსებმა ის შეისწავლეს კვარცის კრისტალებში, ხოლო ინდოელებმა სითხეებში და აირებში.

და ეს პარალელიზმი, რა თქმა უნდა, შემთხვევითი არ ყოფილა. იგი საუბრობს პრობლემის გადაუდებელობაზე, მის დიდ მეცნიერულ მნიშვნელობაზე. გასაკვირი არ არის, რომ მანდელსტამის და რამანის დასკვნებთან დაკავშირებული შედეგები, 1928 წლის აპრილის ბოლოს, დამოუკიდებლად მიიღეს ფრანგმა მეცნიერებმა როკარდმა და კაბანმა. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, მეცნიერებმა გაიხსენეს, რომ ჯერ კიდევ 1923 წელს, ჩეხელმა ფიზიკოსმა სმკალმა თეორიულად დაადგინა იგივე ფენომენი. სმაკალის მუშაობის შემდეგ გაჩნდა კრამერის, ჰეიზენბერგის, შრედინგერის თეორიული კვლევები.

როგორც ჩანს, მხოლოდ სამეცნიერო ინფორმაციის ნაკლებობამ შეიძლება აიხსნას ის ფაქტი, რომ მრავალი ქვეყნის მეცნიერები მუშაობდნენ იგივე პრობლემის მოგვარებაზე, ამის შესახებ არც კი იცოდნენ.

ოცდაშვიდი წლის შემდეგ

რამანის გაფანტვის კვლევებმა არა მხოლოდ ახალი თავი გახსნა სინათლის მეცნიერებაში. ამავე დროს, მათ ტექნოლოგიებს მძლავრი იარაღი მისცეს. ინდუსტრიას აქვს შესანიშნავი გზა ნივთიერების თვისებების შესასწავლად.

ყოველივე ამის შემდეგ, Raman– ის სინათლის გაფანტვის სიხშირე არის შრიფტი, რომლებიც შუქზე ზემოქმედებენ საშუალო მოლეკულებით, რომლებიც ანაწილებენ შუქს. Და ში სხვადასხვა ნივთიერებები ეს ანაბეჭდები არ არის იგივე. ეს არის ის, რამაც აკადემიკოს მანდელშტამს მიანიჭა უფლება, ეწოდოს რემანს შუქის გაფანტვა "მოლეკულების ენა". მათ, ვისაც შეუძლია წაიკითხოს მოლეკულების კვალი შუქის სხივებზე, დაადგინოს მიმოფანტული შუქის კომპოზიცია, მოლეკულები, ამ ენის გამოყენებით, იტყვიან მათი სტრუქტურის საიდუმლოებების შესახებ.

კომბინირებული სპექტრის ფოტომასალის უარყოფითი მხარე სხვა არაფერია, თუ არა განსხვავებული სიბნელეების ხაზები. მაგრამ ამ ფოტოდან, სპეციალისტი გამოთვლის ინტრამოლეკულური ვიბრაციების სიხშირეებს, რომლებიც გამოჩნდა მიმოფანტულ შუქში მას შემდეგ, რაც იგი გაიარა ნივთიერებაში. სურათი მოგვითხრობს მოლეკულების შინაგანი ცხოვრების ბევრ ჯერჯერობით უცნობ ასპექტზე: მათი სტრუქტურის, ატომების დამაკავშირებელ ძალების შესახებ, ატომების შედარებით მოძრაობებზე. რამანის სპექტროგრამების გაშიფვრისას ისწავლეს, ფიზიკოსებმა შეასწავლეს ისეთი ტიპის "მსუბუქი ენა", რომელსაც მოლეკულები იყენებენ საკუთარი თავის შესახებ. ასე რომ, ახალმა აღმოჩენამ შესაძლებელი გახადა მოლეკულების შიდა სტრუქტურაში ჩაღრმავება.

დღეს ფიზიკოსები იყენებენ რამანის გაფანტვას თხევადი, კრისტალებისა და მინის ნივთიერებების სტრუქტურის შესასწავლად. ქიმიკოსები იყენებენ ამ მეთოდს სხვადასხვა ნაერთების სტრუქტურის დასადგენად.

მატერიის შესწავლის მეთოდები, რმანის სინათლის გაფანტვის ფენომენის გამოყენებით, შეიმუშავეს P.N.- ს ლაბორატორიის თანამშრომლები. სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ლებედევი, რომელსაც ხელმძღვანელობდა აკადემიკოსი ლანდსბერგი.

ეს მეთოდები საშუალებას იძლევა, ქარხანულ ლაბორატორიაში, სწრაფად და ზუსტად შეასრულოს საავიაციო ბენზინების, დაბზარული პროდუქტების, რაფინირებული ნავთობპროდუქტების და მრავალი სხვა რთული ორგანული სითხეების რაოდენობრივი და თვისებრივი ანალიზები. ამისათვის საკმარისია განათავსოთ შესწავლილი ნივთიერება და განვსაზღვროთ მის მიერ მიმოფანტული შუქის შემადგენლობა სპექტროგრაფიით. როგორც ჩანს, ძალიან მარტივია. მაგრამ სანამ ეს მეთოდი ნამდვილად მოსახერხებელი და სწრაფი აღმოჩნდა, მეცნიერებს ძალიან ბევრი უნდა ემუშავათ ზუსტი, მგრძნობიარე აღჭურვილობის შესაქმნელად. და ამიტომ.

შესწავლილ ნივთიერებაში შემავალი მსუბუქი ენერგიის მთლიანი ოდენობით, მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილი - დაახლოებით ერთი ათ მილიარდიანი - არის მიმოფანტული შუქი. და რამანის გაფანტვა იშვიათად შეადგენს ამ ღირებულების ორ ან სამ პროცენტს. ეს არის ალბათ ის, რის გამოც თავად რამანის გაფანტვა დიდი ხნის განმავლობაში შეუმჩნეველი დარჩა. და გასაკვირი არ არის, რომ პირველი რამანის ფოტოების მიღებას ათობით საათი სჭირდებოდა.

ჩვენს ქვეყანაში შექმნილი თანამედროვე აპარატურა საშუალებას იძლევა სუფთა ნივთიერებების კომბინირებული სპექტრის მოპოვება რამდენიმე წუთში, ზოგჯერ წამებშიც კი! კომპლექსური ნარევების ანალიზისთვისაც კი, რომელშიც ცალკეული ნივთიერებები შედის რამდენიმე პროცენტის ოდენობით, ჩვეულებრივ საკმარისია არა უმეტეს ერთი საათის გამოფენა.

ოცდაჩვიდმეტი წელი გავიდა მას შემდეგ, რაც ფოტოგრაფიულ ფირფიტებზე ჩაწერილი მოლეკულების ენა, აღმოაჩინა, გაშიფრა და გააცნობიერა მანდელშტამი და ლანდსბერგი, რამანი და კრიშნანი. მას შემდეგ მთელ მსოფლიოში დიდი შრომით მუშაობენ მოლეკულების ენის „ლექსიკონის“ შედგენა, რომელსაც ოპტიკა უწოდებს კატას რამა სიხშირეების კატალოგს. როდესაც ასეთი კატალოგის შედგენა ხდება, სპექტროგრამების ინტერპრეტაცია მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს და რამაანის შუქის გაფანტვა კიდევ უფრო სრულყოფილი გახდება მეცნიერებისა და მრეწველობის სამსახურებში.

მუნიციპალური საბიუჯეტო საგანმანათლებლო დაწესებულება

ტომსკის რეგიონის "კისლოვსკაიას საშუალო სკოლა"

Კვლევითი სამუშაო

თემა: "რატომ არის მზის ჩასვლა წითელი ..."

(მსუბუქი დაშლა)

დასრულებული სამუშაოები:,

5A კლასის მოსწავლე

უფროსი;

ქიმიის მასწავლებელი

1. შესავალი ……………………………………………………… 3

2. ძირითადი ნაწილი ………………………………………………… 4

3. რა არის მსუბუქი ………………………………………………… .. 4

სასწავლო საგანი - მზის ჩასვლა და ცა.

კვლევის ჰიპოთეზა:

მზე აქვს სხივები, რომლებიც ცას სხვადასხვა ფერით ანაწილებენ;

წითელი მიღება შესაძლებელია ლაბორატორიულ პირობებში.

ჩემი თემის რელევანობა მდგომარეობს იმაში, რომ მსმენელისთვის ეს საინტერესო და სასარგებლო იქნება, რადგან ამდენი ადამიანი უყურებს ნათელ ცისფერ ცას, აღფრთოვანებულია მასით, და ცოტამ თუ იცის, რატომ არის ასეთი ცისფერი დღის განმავლობაში, და მზის ჩასვლისას ის წითელია და რას ანიჭებს ასეთი ფერი მისთვის.

2. ძირითადი ნაწილი

ერთი შეხედვით, ეს კითხვა მარტივი ჩანს, მაგრამ სინამდვილეში ის ეხება ატმოსფეროში შუქის რეფრაქციის ღრმა ასპექტებს. სანამ გაიგებთ ამ კითხვაზე პასუხს, თქვენ უნდა გაითვალისწინოთ რა შუქია .jpg "align \u003d" მარცხენა "height \u003d" 1 src \u003d "\u003e

რა არის მსუბუქი?

მზის ენერგია არის ენერგია. მზის სხივების სითბო, რომელიც ფოკუსირებულია ობიექტივთან, ცეცხლდება. მსუბუქი და სითბო აისახება თეთრი ზედაპირებით და შთანთქავს შავებს. ამიტომ თეთრი ტანსაცმელი უფრო ცივია ვიდრე შავი.

რა არის ბუნების შუქი? ისააკ ნიუტონი პირველი იყო, ვინც სერიოზულად სცადა სინათლის შესწავლა. მას სჯეროდა, რომ სინათლე შედგება კორპუსის ნაწილაკებისგან, რომლებიც ტყვიების მსგავსია. მაგრამ სინათლის ზოგიერთი მახასიათებელი ამ თეორიით ვერ აიხსნება.

კიდევ ერთი მეცნიერი, ჰუგენსი, შესთავაზა განსხვავებული ახსნა სინათლის ბუნებისთვის. მან შეიმუშავა სინათლის "ტალღური" თეორია. მას სჯეროდა, რომ სინათლე ქმნის პულსს ანუ ტალღას, ანალოგიურად იმით, რომ აუზში გადაყრილი ქვა ქმნის ტალღებს.

რა შეხედულებები აქვთ მეცნიერებს დღეს სინათლის წარმოშობასთან დაკავშირებით? ახლა ითვლება, რომ სინათლის ტალღებს ერთდროულად აქვთ ორივე ნაწილაკისა და ტალღის მახასიათებლები. ექსპერიმენტები ტარდება ორივე თეორიის დასადასტურებლად.

სინათლე შედგება ფოტონებისაგან - წონის გარეშე ნაწილაკებიდან, რომელსაც არ აქვს მასა, იმოძრავებს დაახლოებით 300,000 კმ / წმ სიჩქარით და აქვს ტალღური თვისებები. სინათლის ტალღური ვიბრაციების სიხშირე განსაზღვრავს მის ფერს. გარდა ამისა, რაც უფრო მაღალია ვიბრაციის სიხშირე, უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე. თითოეულ ფერს აქვს ვიბრაციის საკუთარი სიხშირე და ტალღის სიგრძე. თეთრი მზის შუქი მრავალი ფერისგანაა შექმნილი, რომლის დანახვაც მინის შებრუნებითაა შესაძლებელი.

1. პრიზმი შუქდება.

2. თეთრი შუქი არის რთული.

თუ ყურადღებით დავაკვირდებით შუქის გავლას სამკუთხა პრიზმაში, ხედავთ, რომ თეთრი შუქის დაშლა იწყება, როგორც კი შუქი გადის ჰაერიდან მინამდე. შუშის ნაცვლად, თქვენ შეგიძლიათ სხვა მასალები წაიღოთ გამჭვირვალე შუქით.

აღსანიშნავია, რომ ეს გამოცდილება საუკუნეების განმავლობაში გადარჩა და მისი მეთოდოლოგია ლაბორატორიებში კვლავ გამოიყენება მნიშვნელოვანი ცვლილებების გარეშე.

დისპერსია (ლატ.) - გაფანტვა, გაფანტვა - დარბევა

ნიუტონის ცვალებადობა.

I. ნიუტონი პირველი იყო, ვინც შეისწავლა მსუბუქი დაშლის ფენომენი და ითვლება მის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან სამეცნიერო მიღწევად. გასაკვირი არ არის მისი საფლავის ქვა, რომელიც 1731 წელს არის აღმართული და მორთულია ახალგაზრდა კაცთა ფიგურებით, რომლებიც მის ემბლემს იკავებენ ძირითადი აღმოჩენები, ერთი ფიგურა უჭირავს პრიზმას, ხოლო ძეგლზე განთავსებული წარწერა შეიცავს სიტყვებს: "მან გამოიკვლია განსხვავება შუქის სხივებსა და ამავე დროს ჩნებულ სხვადასხვა თვისებებს შორის, რაც მანამდე არავინ ეჭვობდა." ბოლო განცხადება არ არის ბოლომდე ზუსტი. დისპერსია ცნობილი იყო ადრე, მაგრამ იგი დეტალურად არ არის შესწავლილი. ტელესკოპის გაუმჯობესებით, ნიუტონმა ყურადღება გაამახვილა იმ ფაქტზე, რომ ლინზების მიერ მოცემული სურათი ფერებშია გაშლილი. რეფრაქციული ფერის კიდეების გამოკვლევით, ნიუტონმა აღმოაჩინა თავისი აღმოჩენები ოპტიკის სფეროში.

ხილული სპექტრი

როდესაც თეთრი სხივი დაიშალა პრიზმაში, იქმნება სპექტრი, რომელშიც სხვადასხვა ტალღის სიგრძის გამოსხივება ხდება სხვადასხვა კუთხით. სპექტრში შემავალი ფერები, ანუ ის ფერები, რომელთა საშუალებით შესაძლებელია იმავე სიგრძის მსუბუქი ტალღები (ან ძალიან ვიწრო დიაპაზონი), ეწოდება სპექტრულ ფერებს. ცხრილში მოცემულია ძირითადი სპექტრული ფერები (რომელთაც აქვთ საკუთარი სახელი) და აგრეთვე ამ ფერების ემისიის მახასიათებლები.

სპექტრში თითოეული "ფერი" უნდა იყოს დაკავშირებული გარკვეული სიგრძის მსუბუქ ტალღასთან

სპექტრის უმარტივესი იდეა შეგიძლიათ მიიღოთ ცისარტყელას ნახვის გზით. თეთრი შუქი, ცეცხლგამძლე წყლის წვეთებში, ქმნის ცისარტყელას, რადგან იგი შედგება მრავალი ფერის სხივისგან, და ის სხვადასხვა გზით იშლება: წითელი - ყველაზე სუსტი, ცისფერი და იისფერი - ძლიერი. ასტრონომები სწავლობენ მზის, ვარსკვლავების, პლანეტების, კომეტების სპექტრს, რადგან სპექტრისგან ბევრი რამის სწავლაა შესაძლებელი.

აზოტი "href \u003d" / text / კატეგორია / azot / "rel \u003d" bookmark "\u003e აზოტი. წითელი და ლურჯი შუქი ერთმანეთთან ურთიერთქმედებით განსხვავდება ჟანგბადთან. რადგან ცისფერი ტალღის სიგრძე უხეშია ჟანგბადის ატომის ზომით და ამის გამო, ლურჯი შუქი ჟანგბადით არის მიმოფანტული სხვადასხვა მიმართულებით, ხოლო წითელი შუქი ჩუმად გადის ატმოსფერულ ფენაში, სინამდვილეში, იისფერი შუქი ატმოსფეროში კიდევ უფრო იფანტება, მაგრამ ადამიანის თვალი მასზე ნაკლებად მგრძნობიარეა, ვიდრე ცისფერი შუქი. ადამიანი ყველა მხრიდან იჭერს ჟანგბადით მიმოფანტულ ცისფერ შუქს, რაც ცას ლურჯად გამოიყურება.

დედამიწაზე ატმოსფეროს გარეშე, მზე გვეჩვენებოდა, როგორც ნათელი თეთრი ვარსკვლავი, და ცა შავი იქნება.

0 "style \u003d" border-ჩამონგრევა: ჩამონგრევა; საზღვარი: არცერთი "\u003e

არაჩვეულებრივი მოვლენები

https://pandia.ru/text/80/039/images/image008_21.jpg "alt \u003d" (! LANG: Aurora Borealis" align="left" width="140" height="217 src=">!} პოლარული განათება უძველესი დროიდან ხალხს აღფრთოვანებული ჰქონდათ აურორას შესანიშნავი სურათი და გაოცებული აქვთ მათი წარმოშობის შესახებ. ავორას ერთ – ერთი ყველაზე ადრეული მოხსენიება გვხვდება არისტოტელეში. 2300 წლის წინ დაწერილი თავის "მეტეოროლოგიაში", შეგიძლიათ წაიკითხოთ: "ზოგჯერ, წმინდა ღამეებზე, მრავალი მოვლენა ფიქსირდება ცაში - უფსკრული, ხარვეზები, სისხლის წითელი შეფერილობა ...

როგორც ჩანს, ცეცხლი ცეცხლზე დგას. "

რას აშორებს სხივი ღამით ციმციმში?

რას უქრება თხელი ალი ძირას?

ელვის მსგავსად ძლიერი ღრუბლების გარეშე

მიისწრაფვის მიწიდან ზენიტამდე?

როგორ შეიძლება ეს იყოს გაყინული ბურთი

ზამთრის შუაში იყო ხანძარი?

რა არის aurora borealis? როგორ არის ჩამოყალიბებული?

პასუხი. აურა არის სანათურის სანათური, რომელიც წარმოიქმნება დატვირთული ნაწილაკების (ელექტრონებისა და პროტონების) ზემოქმედების შედეგად, რომლებიც მზიდან დაფრინავენ დედამიწის ატმოსფეროს ატომებთან და მოლეკულებთან. ამ დატვირთული ნაწილაკების ატმოსფეროში ატმოსფეროს გარკვეულ რეგიონებში და გარკვეულ სიმაღლეებზე მზის ქარის ურთიერთქმედების შედეგია დედამიწის მაგნიტურ ველთან.

აეროზოლი "href \u003d" / text / კატეგორია / ayerozolmz / "rel \u003d" bookmark "\u003e მტვრის და ტენიანობის აეროზოლური გაფანტვა, ისინი მზის ფერის დაშლის მთავარი მიზეზია (დისპერსია). თითქმის სწორი კუთხით ხდება, მათი შრე დამკვირვებლისა და მზის თვალებს შორის უმნიშვნელოა. უფრო დაბალ მზეზე გადის ჰორიზონტის ხაზამდე, მით უფრო იზრდება ატმოსფერული ჰაერის ფენის სისქე და მასში აეროზოლური შეჩერების რაოდენობა. შემდეგ შეინიშნება მზის შუქის გაფანტვა.ასევე, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, მზის შუქი შვიდი ძირითადი ფერისგან შედგება. თითოეულ ფერს, ელექტრომაგნიტური ტალღის მსგავსად, ატმოსფეროში გაფანტვის საკუთარი სიგრძე და უნარი აქვს. სპექტრის ძირითადი ფერები მოწყობილია მასშტაბით, თანდათანობით, წითელიდან ფერის წითელს ატმოსფეროში გაფანტვის (შესაბამისად, შეწოვის) ყველაზე ნაკლები უნარი აქვს. ყველა ფერის გაფანტვა, რომელიც წითელზე მიჰყვება მასშტაბებს, მიმოფანტულია აეროზოლური სუსპენზიის კომპონენტებით და შეიწოვება მათ მიერ. დამკვირვებელი მხოლოდ წითლად ხედავს. ეს ნიშნავს, რომ რაც უფრო სქელია ატმოსფერული ჰაერის ფენა, მით უფრო მაღალია შეჩერებული მატერიის სიმკვრივე, უფრო მეტი სპექტრი სხივები გაფანტავს და შეიწოვება. ცნობილი ბუნებრივი ფენომენია: 1883 წელს კრაკატოს ვულკანის ძლიერი ამოფრქვევის შემდეგ, უჩვეულოდ ნათელი, წითელი მზის ჩასვლა დაფიქსირდა პლანეტის სხვადასხვა ადგილებში რამდენიმე წლის განმავლობაში. ეს გამოწვეულია ვულკანური მტვრის ძლიერი გამოშვებით ატმოსფეროში ამოფრქვევის დროს.

არა მგონია, ჩემი იქ დასრულდეს. მე ჯერ კიდევ მაქვს კითხვები. Მინდა ვიცოდე:

რა ხდება, როდესაც სხივების სხივები გადის სხვადასხვა სითხეებში, ხსნარებში;

როგორ აისახება და შთანთქავს სინათლე.

ამ სამუშაოს დასრულების შემდეგ, დარწმუნებული ვიყავი, რამდენად გასაოცარი და სასარგებლო შეიძლება იყოს პრაქტიკული საქმიანობისთვის, მსუბუქი რეფრაქციის ფენომენში. ეს იყო იმის საშუალებას, რომ გამერკვია, თუ რატომ არის მზის ჩასვლა წითელი.

ლიტერატურა

1., ფიზიკა. Ქიმია. 5-6 კლ. სახელმძღვანელო. მ .: ბუსარდი, 2009, გვ 106

2. ბულატი ბუნებაში ფენომენია. მ .: განათლება, 1974, 143 გვ.

3. "ვინ ქმნის ცისარტყელას?" - რაოდენობა 1988, 66, გვ 46.

4. ლექციები ოპტიკაზე. ტარასოვი ბუნებაში. - მ .: განათლება, 1988 წ

ინტერნეტ – რესურსები:

1.http: // პოტომია. ru / რატომ არის ცა ლურჯი?

2.http: // www. voprosy-kak-i-pochemu. ru რატომ არის ცა ლურჯი?

3.http: // expirience. ru / კატეგორია / obrazovanie /

ცნობილია რომ ლურჯი ცა - ეს არის ოზონის ფენის და მზის სხივების ურთიერთქმედების მიზეზი. მაგრამ რა ხდება ფიზიკის თვალსაზრისით და რატომ არის ცა ლურჯი? ამ ქულაზე იყო რამდენიმე თეორია. საბოლოო ჯამში, ყველა მათგანი ადასტურებს, რომ მთავარი მიზეზი ატმოსფეროა. მაგრამ განმარტებულია ურთიერთქმედების მექანიზმი.

მთავარი ფაქტი მზის შუქზეა. მზის შუქი ცნობილია, რომ თეთრია. თეთრი არის ყველა სპექტრის ჯამი... იგი შეიძლება დაიშალა ცისარტყელაში (ან სპექტრში) დისპერსიული საშუალების გავლისას.

ამ ფაქტის საფუძველზე მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს რამდენიმე თეორია.

პირველი თეორია ახსნა ლურჯი ფერი ამ გაფანტვით ატმოსფეროში ნაწილაკების მიერ. ითვლებოდა, რომ დიდი რაოდენობით მექანიკური მტვერი, მცენარეთა pollen ნაწილაკები, წყლის ორთქლი და სხვა მცირე ჩანართები მოქმედებს, როგორც დისპერსიული საშუალება. შედეგად, მხოლოდ მოლურჯო ფერის სპექტრი ჩვენამდე აღწევს. მაგრამ როგორ უნდა ავუხსნათ, რომ ცის ფერი არ იცვლება ზამთარში ან ჩრდილოეთით, სადაც ნაკლებია ასეთი ნაწილაკები ან მათი ბუნება განსხვავებულია? თეორია სწრაფად უარყო.

შემდეგი თეორია ვარაუდობდნენ, რომ თეთრი შუქის ნაკადი გადის ატმოსფეროში, რომელიც ნაწილაკებისგან შედგება. როდესაც სინათლის სხივი გადის მათ მინდორში, ნაწილაკები აღფრთოვანებულნი არიან. გააქტიურებული ნაწილაკები იწყებენ დამატებითი სხივების გამოყოფას. ეს მზიანი ფერს მოლურჯო ფერს აქცევს. გარდა მექანიკური გაფანტვისა და დარბევისა, თეთრი შუქი ასევე ააქტიურებს ატმოსფერულ ნაწილაკებს. ფენომენი ჰგავს ლუმინესცენციას. ამ დროისთვის, ეს ახსნაა.

უახლესი თეორია ყველაზე მარტივი და საკმარისია ფენომენის ძირითადი მიზეზის ახსნა. მისი მნიშვნელობა ძალიან ჰგავს წინა თეორიებს. ჰაერს შეუძლია სინათლის გაფანტვა სპექტრებში. ეს არის ლურჯი ბზინვარების მთავარი მიზეზი. მოკლე ტალღის სიგრძით შუქი უფრო ინტენსიურად ვრცელდება, ვიდრე მოკლე ტალღის სიგრძით. იმათ. იისფერი უფრო გავრცელებულია, ვიდრე წითელი. ეს ფაქტი ხსნის ცის ფერის შეცვლას მზის ჩასვლისას. საკმარისია მზის კუთხის შეცვლა. ეს ხდება მაშინ, როდესაც დედამიწა ბრუნავს და ცის ფერი მზის ჩასვლისას იცვლება ნარინჯისფერ-ვარდისფერში. რაც უფრო მაღალია მზე ჰორიზონტზე მაღლა, მით უფრო ნათელი იქნება შუქი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ. ყველაფრის მიზეზი არის იგივე დისპერსიული ან სინათლის სპექტრებში დაშლის ფენომენი.

ამ ყველაფრის გარდა, თქვენ უნდა გესმოდეთ, რომ ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ფაქტორი არ არის გამორიცხული. ყოველივე ამის შემდეგ, თითოეული მათგანი გარკვეულ წვლილს შეიტანს საერთო სურათში. მაგალითად, მოსკოვში, რამოდენიმე წლის წინ, გაზაფხულზე მცენარეების უხვი ყვავილობის შედეგად, შეიქმნა პოლის მკვრივი ღრუბელი. ეს ფერადი ცა მწვანე. ეს საკმაოდ იშვიათი მოვლენაა, მაგრამ ეს გვიჩვენებს, რომ ჰაერში მიკრო ნაწილაკების შესახებ უარყოფილი თეორიაც ხდება. მართალია, ეს თეორია არ არის ამომწურავი.