原子中的电子的能量的量化。 在由慢中子一个反应器中生产能量的方法

这篇文章谈论什么能量的量化和这种现象的意义在于现代科学。 它显示了能量的离散性的发现的历史，并且也表现出量化原子的范围。

物理学的终结

在十九世纪后期，面对科学家们的困境：技术当时现有水平，所有的物理定律可能被发现，描述和研究。 谁曾在科学高度发展能力强的学生，老师建议不要选择物理。 他们认为，荣耀了不再可能，只有对小微小的细节研究的日常工作。 它更适合细心的男人，不优。 然而，这是更有趣的图片是发现了机会，以反映。 这一切都始于一个简单的不一致性。 首先，它原来的光不太固体：在一定条件下，氢的燃烧留在线路而不是一个点的塔板数。 此外，据发现，氦的光谱具有比氢谱更多的线路。 后来又发现一个恒星的线索是从别人不同。 和纯粹的好奇心迫使研究人员手动将一个经验陆续在寻找问题的答案的。 在商业使用他们的发现，他们都没有想到的。

普朗克和量子

幸运的是，在物理上这突破是伴随着数学的发展。 由于发生了什么配合到极其复杂公式的解释。 1900年，梅克斯·普兰克，上绝对黑体辐射的理论工作，发现，能量是量子化。 简单介绍一下这句话的意思是很简单的。 任何基本粒子只能在某些特定的条件。 如果造成粗糙的模型，计数器可能会显示1，3，8，13，29，138的所有其它数值的这种状态是不是他们之间可用。 造成这种情况的原因，我们将在稍后透露。 但是，如果你潜入这个发现的故事，值得指出的是，科学家认为生命的最后的能量量化仅仅是一个方便的数学技巧，是不是一个严重的物理意义赋予。

波和重

二十世纪的开始充斥着有关基本粒子的世界的发现。 但最大的谜团是下面的悖论：在某些情况下，粒子的行为像质量（因此声势）的对象，而一些 - 像浪潮。 经过长期不懈的纠纷已经得出的结论不可能的：电子，质子和中子同时具有这些特性。 这种现象被称为波粒二象性（在俄罗斯科学家的演讲两百年前的微粒子称为颗粒）。 因此，电子是一个一定质量，因为它在一个波的特定频率的涂片。 电子围绕原子核旋转，无限强加给彼此波。 因此，仅在距中心（其依赖于波长）一定距离，所述电子波旋转时，不相互抵消。 最小值 - 当在所述施加电子波的“头部”上的“尾巴”的高点与最大值和最小值重合出现这种情况。 这解释了原子的能量的量化，即，明确定义的轨道的存在，其中电子可以存在。

在真空中球nanokon

然而，真正的系统是极其复杂的。 服从在氢和氦如上所述可以进一步理解电子轨道系统的逻辑。 然而，从那时起，需要相当复杂的计算。 要了解如何理解现代学生的学习粒子的能量量化在势阱。 首先，选择一个坑一个电子模型的理想形式。 为了解决这些薛定谔方程是能量水平在其中电子即可。 学习来寻找相关性，引入更多的变量之后：所述阱的宽度和深度，所述能量和电子的频率失去其定性，增加复杂性方程。 此外坑形状被改变（例如，变得正方形或齿形轮廓，其边缘失去其对称），取具有所需特性的假想的基本粒子。 然后才学会解决其中出现的真正的原子，甚至更复杂的系统的辐射能量量化的问题。

冲击势头

但是，能量的水平，例如，电子 - 或多或少明显的价值。 所有，在这种或那种方式，但似乎集中供热电池的能量越高，在公寓里的温度就越高。 因此，能源的量化仍有可能想象的心灵。 也有在物理概念，使意义直观困难。 动量是产品宏速度接地（不要忘记，速度和两者的动量 - 矢量幅度，即独立于方向的）。 这是由于冲动很明显，平均值缓缓飞来石只留下瘀伤，如果你陷入一个男人，那么作为一个小子弹，在高速发射，突破了身体。 在微相同的脉冲 - 这是使得表征与周围空间的粒子的关系，以及它的属性导航，并与其他粒子相互作用的量。 后者是直接依赖于能量。 因此，变得清楚的是能量和粒子的动量的量化必须互连。 此外，常数h，这表明的物理现象可能的最低部分和示出的离散值包括在式和在纳米世界的粒子的能量和动量英寸 但即使是从直观的认识更遥远的一个概念 - 动力。 它指的是旋转体和意思的质量和旋转角速度。 回想一下， 角速度 指示旋转的每单位时间的大小。 角动量也能够报告所述旋转体物质的分配方法：用相同质量对象，但为中心旋转轴线上或周围将有不同的角动量。 正如读者可能已经猜到，在原子世界的角动量能量量化。

Quantum和激光

独立能源等数量明显开口的影响。 世界上的详细研究只是可能由于量子。 研究材料的现代方法，运用不同的材料，甚至科学的创建它们 - 理解什么能量量子化的自然延伸。 工作原理和使用激光的 - 也不例外。 一般地，激光包括三个基本要素：工作流体，以及一个泵浦反射镜。 选择所述工作流体，使得存在两个相对靠近对于电子的电平。 这些水平的最重要的标准是他们的电子的寿命。 这是电子是多少能够在特定状态下生存之前进入较低和稳定的位置。 两个层次的应该更长寿上。 然后抽（常 - 一个标准灯泡，有时 - 红外）给出了电子具有足够的能量，所有的人都聚集在能量上水平，积累了那里。 这就是所谓的粒子数反转水平。 此外，一些一个电子移动到下和稳态与光子的发射，导致向下的电子的破坏。 该方法的特征是，如此获得的所有光子具有相同的波长和相干。 但是，工作流体通常是足够大的，它产生的定向在不同的方向流动。 反射镜的作用是仅过滤出光子的那些流，其具有相同的方向。 其结果是，输出的是同一波长的相干波的窄强光束。 起初，这只是一个固体被认为有可能。 第一激光是刚玉作为工作液。 现在，有所有种类和类型的激光器 - 液体，气体，甚至化学反应。 正如读者所看到的，在这个过程中的主要作用是由吸收和光的发射由原子播放。 在这种情况下，能量的量化仅仅是一种描述的理论基础。

光，电

回想一下，在从一个轨道到另一原子的电子的跃迁伴随任一个发射或能量的吸收。 此能量显示为光或光子的光子。 形式上，光子是颗粒，但对纳米世界的其他居民是不同的。 光子没有质量，但势头。 他证明了它尚未俄罗斯科学家列别捷夫在1899年，清楚地表明光的压力。 光子只存在于运动，其速度是光速。 这是我们的宇宙物体以最快的速度。 光速 （典型地通过一个小的拉丁语“C”表示）约为每秒300000公里。 例如，我们的银河系的大小（不是空间的标准非常大）约为十万光年。 此事面对，光子完全给他他的力量，仿佛溶解在此。 光子能量，其被释放或吸收在电子的过渡从一个轨道到另一个依赖于轨道之间的距离。 如果是小 - 中脱颖而出，低能量的红外线，如果大 - 紫外线获得。

X射线和γ射线

紫外线后的电磁范围包括伦琴和γ辐射。 通常它们的波长，频率和能量重叠在相当宽的范围内。 也就是说，有一个与5皮米的波长和伽玛光子相同的波长的X射线光子。 他们只是在准备的方式不同。 伦琴发生在非常快的电子的存在，并且只有在崩解和核的聚结的过程中获得的伽马辐射。 X射线被分为轻度（半透明人体肺部和骨骼的帮助下）和硬盘（通常只需要用于工业或研究目的）。 如果非常强烈的加速电子，然后突然减慢其（例如，发送了坚实的），它会辐射X射线光子。 在这些电子与靶原子的物质的碰撞，电子从下壳中拉出。 电子上壳体采取自己的位置，所述过渡也发射X射线。

伽马射线发生在其他情况下。 原子的原子核，即使它们由许多基本颗粒的，还有一个特点是尺寸小，并且因此，它们趋向于能量量化。 核的过渡激发态到下侧，右侧，并伴有γ射线的发射。 反应或核聚变的任何崩溃发生，包括伽玛光子的出现。

核反应

略高于我们提到，原子核也受到了量子世界的规律。 但也有自然产生的物质，大核，它们变得不稳定。 他们往往会分解成更小，更坚固耐用的部件。 这些，因为读者已经猜到，是，例如，钚和铀。 当我们的星球从原行星盘形成，出现了一定量的放射性物质。 由于他们腐朽随着时间的推移，转化成其他的化学元素。 然而，已经挺过了一些nondecayed铀，它的量可以判断，例如，地球的年龄。 对于具有化学元素天然放射性，有作为半衰期时间这样的特性。 这对于这种类型的原子的剩余数量将减半的时间段。 钚的半衰期，例如，有一个24000年。 然而，除了天然放射性，还强迫。 如果轰击重α粒子或中子光原子核，它们破裂。 在这种情况下有三种电离辐射的：α粒子，β粒子，γ射线。 原子核的β衰变导致充电单元的变化。 α粒子采取核2个正电子。 γ辐射具有无电荷和电磁场不偏转，但具有最高的穿透力。 能量量子发生在所有情况下，核。

战争与和平

激光，X射线，固体的研究和星星 - 关于量子知识的所有和平应用。 然而，我们的世界充满了威胁，每个人都希望保护自己。 科学也提供军事目的。 就连警卫把世界纯理论的现象能量量化。 某些离散任何辐射，例如，形成核武器的基础。 当然，它的应用程序累计战斗单位 - 可能读者会记得广岛和长崎。 所有其他的原因，按下红色按钮珍惜它或多或少和平。 由于它始终是对环境的放射性污染问题。 例如，上面指出的钚的半衰期使得在此元素获得不宜使用很长一段时间的景观，几乎地质时代。

水和电线

让我们回到和平利用核反应。 这，当然，谈论借助于电力生产的核裂变。 这个过程是这样的：

最初作为自由中子，然后将反应器的核心，他们打放射性元素（通常铀同位素），其经历α或β衰变。

向该反应尚未在步骤不受控制的传递中，反应堆堆芯包括所谓的延迟器。 作为一项规则，它是由石墨棒，这是很好的吸收中子的。 通过调节它们的长度，它可以监测反应的速率。

其结果是，一个元件被转换成另一种，能量释放的难以置信量。 这种能量是由填充有所谓的重水（而不是氢氘分子）的罐吸收。 作为与水严重污染产品的反应堆芯接触的结果 放射性衰变。 变废为这水是最大的问题 核能 的时刻。

第三 - 在第一水回路在所述第二被置于第二。 第三电路中的水是已经使用安全，并且它转动涡轮，其产生电力。

尽管遭受了如此大量的直接释放内核的能量和最终用户之间的中介的（我们不要忘了几十电线公里，这也功率损耗），此反应，得到不可思议的力量。 例如，核电站可与多种行业提供电力的整个区域。