MGA MAKINANG NA KATAWAN: MGA KATANGIAN AT KUNG PAANO NILA NALILIKHA ANG KANILANG SARILING ILAW - PISIKAL - 2025

Ang isang makinang na katawan ay tinatawag na anumang natural o hindi likas na bagay na nagpapalabas ng sariling ilaw, ito ang bahagi ng electromagnetic spectrum na nakikita ng mga mata ng tao. Ang kabaligtaran ng isang maliwanag na bagay ay isang hindi maliwanag.

Ang mga di-maliwanag na bagay ay nakikita dahil sila ay naiilawan ng ilaw na inilalabas ng mga makinang na bagay. Ang mga hindi maliliwanag na katawan ay tinatawag ding mga nagpapailaw na katawan, bagaman hindi sila palaging nasa estado na iyon.

Ang Araw, isang makinang na katawan na nagliliwanag sa langit at dagat. Pinagmulan: pixabay

Ang mga nakasisilaw na bagay ay pangunahing mapagkukunan ng ilaw mula noong inilabas nila ito, samantalang ang mga di-maliwanag na bagay ay pangalawang mapagkukunan ng ilaw dahil ipinapakita nila na ginawa ng dating.

Mga halimbawa ng mga makinang at hindi maliwanag na katawan

Mga makinang na bagay

Mayroong mga bagay sa kalikasan na may kakayahang magpalabas ng ilaw. Kabilang dito ang:

- Araw.

- Ang mga bituin.

- Luminescent insekto, tulad ng mga fireflies at iba pa.

- Ang mga sinag.

- Ang aurora borealis o hilagang ilaw.

Ang mga sumusunod ay mga makinang na gawa sa tao:

- Mga maliwanag na lampara o bombilya.

- Ang siga ng kandila.

- Mga lampara ng fluorescent.

- Mga ilaw na ilaw.

- Ang screen ng isang mobile phone.

Mga di-makinang na bagay

Sa likas na katangian maraming mga bagay na hindi naglalabas ng ilaw sa kanilang sarili, ngunit maaaring iluminado:

- Ang Buwan, na sumasalamin sa sikat ng araw.

- Ang mga planeta at ang kanilang mga satellite, na sumasalamin din sa sikat ng araw.

- Ang mga puno, bundok, hayop ay sumasalamin sa ilaw ng kalangitan at Araw.

- Ang asul na langit at mga ulap. Ang mga ito ay nakikita dahil sa pagkalat ng sikat ng araw.

Ang artipisyal na makinang na bombilya ng katawan na nagliliwanag sa ating mga gabi. Pinagmulan: pixabay

Mga katangian ng mga makinang na katawan at ang kanilang ilaw

Ang pangunahing katangian ng mga makinang na katawan ay ang ilaw na kung saan maaari nating makita ang mga ito ay ginawa ng mismong bagay.

Maaari naming makita ang mga tao at mga bagay salamat sa ilaw na inilabas ng mga makinang na katawan, natural man o artipisyal. At din dahil ang kalikasan ay pinagkalooban tayo ng mga organo ng pangitain.

Sa kawalan ng mga makinang na katawan imposible na makita ang lahat na nakapaligid sa atin. Kung nakaranas ka na ng kabuuang kadiliman, alam mo ang kahalagahan ng mga makinang na katawan.

Iyon ay, nang walang ilaw ay walang pangitain. Ang pangitain ng tao at hayop ay ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng ilaw na inilalabas ng mga makinang na katawan at na naipakita ng mga hindi maliliwanag na katawan na may mga light sensor sa mata at sa ating utak, kung saan ang imahe ay sa wakas ay itinayo at binibigyang kahulugan.

Posible ang pananaw dahil ang ilaw na inilabas o masasalamin ng mga bagay ay gumagalaw sa puwang at naabot ang ating mga mata.

Mga Photon

Ang isang poton ay ang pinakamaliit na dami ng ilaw na maaaring lumabas ang isang maliwanag na katawan. Ang mga larawan ay inilalabas ng mga atomo ng mga makinang na katawan at ipinapakita o nakakalat ng mga hindi maliliwanag.

Posible lamang ang pananaw kapag ang ilan sa mga photon na ito, na inilabas, nakakalat o sumasalamin, ay nakarating sa aming mga mata, kung saan gumagawa sila ng isang elektronikong paggulo sa mga dulo ng optic nerve na nagdadala ng isang de-koryenteng pulso sa utak.

Paano naglilikha ng ilaw ang mga makinang na katawan?

Ang mga photon ay inilalabas ng mga atoms ng mga makinang na katawan kapag nasasabik sila sa isang paraan na ang mga electron ng mga orbit na atom ay pumunta sa mga estado ng mas mataas na enerhiya, na kalaunan ay nabubulok sa mga estado ng mas mababang enerhiya na may kinalabasan na paglabas ng mga photon.

Ang bawat katawan, kung ang temperatura ay nadagdagan, ay nagiging isang light emitter. Ang isang piraso ng metal sa temperatura ng silid ay isang di-maliwanag na katawan, ngunit sa 1000 degree Celsius ito ay isang makinang na katawan, dahil ang mga elektron ay sumakop sa mas mataas na antas at kapag nabubulok sila sa mas mababang antas ay naglalabas sila ng mga photon sa saklaw ng nakikitang spectrum.

Ito ang nangyayari sa antas ng atomic kasama ang lahat ng mga makinang na katawan, maging ang Araw, ang siga ng isang kandila, ang filament ng isang maliwanag na bombilya ng maliwanag, ang mga atoms ng fluorescent na pulbos ng enerhiya na nagse-save ng ilaw na bombilya o ang mga atoms ng LED diode, na kung saan ay ang pinakabagong artipisyal na ilaw sa katawan.

Ang nag-iiba mula sa kaso sa kaso ay ang mekanismo ng paggulo para sa mga electron na pumunta sa mas mataas na antas ng atomic na enerhiya at pagkatapos ay mabulok at maglabas ng mga photon.

Ang nakikita natin ay ang nakaraan

Ang pangitain ay hindi agad-agad, dahil ang ilaw ay naglalakbay sa isang wakas na bilis. Ang bilis ng ilaw sa hangin at sa isang vacuum ay nasa pagkakasunud-sunod ng 300 libong kilometro bawat segundo.

Ang mga larawan ng ilaw na umaalis sa ibabaw ng Araw ay tumatagal ng 8 minuto at 19 segundo upang maabot ang aming mga mata. At ang mga photon na inilabas ni Alpha Centauri, ang aming pinakamalapit na bituin, tumagal ng 4.37 taon upang maabot ang aming mga mata kung nakatingin kami sa kalangitan.

Ang mga photon na maaari nating pagmasdan gamit ang hubad na mata o sa pamamagitan ng isang teleskopyo sa kalawakan ng Andromeda, na pinakamalapit sa ating sarili, ay lumitaw mula doon 2.5 milyong taon na ang nakalilipas.

Kahit na nakikita namin ang Buwan, nakakakita kami ng isang lumang Buwan, dahil ang tinitingnan namin ay isang imahe mula sa 1.26 segundo na ang nakakaraan. At ang imahe ng mga manlalaro ng isang laro ng soccer na nakikita natin sa mga nakatayo 300 metro mula sa mga manlalaro, ay isang lumang imahe ng isang milyon ng isang segundo sa nakaraan.

Duality ng ilaw

Ayon sa pinaka-tinanggap na teorya, ang ilaw ay isang electromagnetic wave, tulad ng mga radio radio, microwaves na kung saan ang pagkain ay luto, mga microwaves mula sa mga cell phone, X-ray at ultraviolet radiation.

Gayunpaman, ang ilaw ay isang alon ngunit ito rin ay binubuo ng mga particle na tinatawag na mga photon, tulad ng sinabi namin kanina. Ang ilaw ay may dalang pag-uugali na ito, na kilala sa pisika bilang duwalidad na dulot ng alon.

Ang lahat ng mga iba't-ibang mga electromagnetic na alon ay naiiba sa kanilang haba ng haba. Ang bahagi ng electromagnetic spectrum na nakikita ng mata ng tao ay tinatawag na nakikitang spectrum.

Ang nakikitang spectrum ay tumutugma sa isang makitid na hanay ng mga electromagnetic spectrum sa pagitan ng 0.390 microns at 0.750 microns. Ito ang katangian ng laki ng isang protozoan (amoeba o paramecium).

Sa ibaba ng nakikitang spectrum, sa haba ng haba, mayroon kaming ultraviolet radiation na ang haba ng haba ng haba ay maihahambing sa laki ng mga organikong molekula.

At sa itaas ng nakikitang spectrum ay radiation infrared, ang laki ng kung saan ay maihahambing sa dulo ng isang karayom. Sa dulo ng karayom ​​na ito, ang 10 hanggang 100 protozoa ay maaaring magkasya, iyon ay, 10 hanggang 100 haba ng haba ng nakikitang spectrum.

Sa kaibahan, ang mga microwaves ay may mga haba ng haba sa pagitan ng mga sentimetro at metro. Ang mga alon ng radio ay may haba mula sa daan-daang metro hanggang libu-libong metro. Ang mga X-ray ay may mga haba ng haba na maihahambing sa laki ng isang atom, habang ang mga gamma ray ay may wavelength na maihahambing sa atomic nucleus.

Mga kulay at nakikitang spectrum

Ang nakikitang spectrum ay kasama ang iba't ibang mga kulay na maaaring makilala sa isang bahaghari, o sa sikat ng araw na nakakalat sa isang prisma ng salamin. Ang bawat kulay ay may isang haba ng daluyong maaaring maipahayag sa mga nanometer, na kung saan ay isang milyong bahagi ng isang milimetro.

Ang light spektrum at ang mga haba ng haba nito sa mga nanometer (nm), mula pinakamataas hanggang pinakamababa, ay ang mga sumusunod:

- Pula. Sa pagitan ng 618 at 780 nm.

- Orange. Sa pagitan ng 581 at 618 nm.

- Dilaw. Sa pagitan ng 570 at 581 nm.

- berde. Sa pagitan ng 497 at 570 nm.

- Cyan. Sa pagitan ng 476 at 497 nm.

- Asul. Sa pagitan ng 427 at 476 nm.

- Lila. Sa pagitan ng 380 at 427 nm.

Ang makinang na itim na katawan, enerhiya at momentum

Ang ilaw ay may lakas at momentum. Ang bawat kulay sa nakikitang spectrum ay tumutugma sa mga photon ng magkakaibang enerhiya at iba't ibang momentum o momentum. Nalaman ito salamat sa mga payunir ng quantum physics tulad ng Max Planck, Albert Einstein at Louis De Broglie.

Natuklasan ni Max Planck na ang ilaw na enerhiya ay nagmumula sa mga packet o quanta, na ang enerhiya E ay sinusukat sa Joules at katumbas ng produkto ng isang pangunahing pare-pareho ng kalikasan na kilala bilang palagiang Planck, na kung saan ay ipinapahiwatig ng letrang h at ang dalas f sa Hertz.

E = h ∙ f

Ang pagtuklas na ito ay ginawa ng Planck upang maipaliwanag ang radiation spectrum ng isang makinang na katawan, na nagpapalabas lamang ng radiation ngunit hindi sumasalamin sa anuman, na kilala bilang "itim na katawan" at ang pagbabago ng spectrum ay nagbabago ayon sa temperatura.

Ang palagi ni Planck ay h = 6.62 × 10 ^ -34 J * s.

Ngunit ito ay Albert Einstein na nagpatunay, walang alinlangan, na ang ilaw ay mga photon na may lakas na ibinigay ayon sa pormula ni Planck, bilang ang tanging paraan upang maipaliwanag ang isang kababalaghan na kilala bilang ang photoelectric na epekto, kung saan ang isang materyal na nag-iilaw na may ilaw ay nagpapalabas ng mga electron. Ito ay para sa gawaing ito na natanggap ni Einstein ang Nobel Prize.

Ngunit ang photon, tulad ng bawat maliit na butil at sa kabila ng hindi pagkakaroon ng masa, ay may isang dulot o momentum na ibinigay ng isang relasyon na natuklasan ni Louis De Broglie sa balangkas ng duwalidad ng alon-tipo ng photon at mga bagay na pang-dami.

Ang kaugnayan ni de Broglie ay nagsasaad na ang momentum p ng photon ay katumbas ng quotient ng palaging hinggil sa Planck at ang haba ng daluyong ng photon.

P = h / λ

Ang pula ng kulay ay may haba ng daluyong ng 618 × 10 ^ -9 m at isang dalas ng 4.9 x 10 ^ 14 Hz, kaya ang enerhiya ng isang photon ay 3.2 × 10 ^ -19J at ang momentum nito ay 1.0 × 10 ^ -27 kg * m / s.

Sa kabilang dulo ng nakikitang spectrum ay lila na may haba ng haba ng 400 × 10 ^ -9 m at isang dalas ng 7.5 x 10 ^ 14 Hz, kaya ang enerhiya ng isang photon ay 4.9 × 10 ^ -19J at ang momentum nito ay 1.7 × 10 ^ -27 kg * m / s. Mula sa mga kalkulasyong ito napagpasyahan namin na ang violet ay may mas maraming enerhiya at mas maraming momentum kaysa sa pula.

Mga Sanggunian

1. Tippens, P. 2011. Pisika: Konsepto at Aplikasyon. Ika-7 Edition. Mac Graw Hill. 262-282.
2. Wikipedia. Nakikita Spectrum. Nabawi mula sa wikipedia.com
3. Wikipedia. Electromagnetic spectrum. Nabawi mula sa wikipedia.com
4. Wikipedia. Banayad na mapagkukunan. Nabawi mula sa wikipedia.com
5. Wikibooks. Ang pisika, optika, likas na katangian ng ilaw. Nabawi mula sa: es.wikibooks.org