प्रकाश का रासायनिक प्रभाव क्या है?

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 17:47

आज हम आपको बताएंगे कि प्रकाश का रासायनिक प्रभाव क्या है, यह घटना अब कैसे लागू होती है और इसकी खोज का इतिहास क्या है।

प्रकाश और अंधकार

सारा साहित्य (बाइबल से लेकर आधुनिक कथा साहित्य तक) इन दो विपरीतताओं का फायदा उठाता है। इसके अलावा, प्रकाश हमेशा एक अच्छी शुरुआत का प्रतीक है, और अंधेरा - बुरा और बुरा। यदि आप तत्वमीमांसा में नहीं जाते हैं और घटना के सार को नहीं समझते हैं, तो शाश्वत टकराव का आधार अंधेरे का डर है, या यों कहें कि प्रकाश का अभाव है।

मानव आँख और विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम

मानव आँख को डिज़ाइन किया गया है ताकि लोगों को एक निश्चित तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय कंपन का अनुभव हो। सबसे लंबी तरंगदैर्घ्य लाल प्रकाश (λ=380 नैनोमीटर) से संबंधित है, सबसे छोटा - बैंगनी (λ=780 नैनोमीटर)। विद्युत चुम्बकीय दोलनों का पूरा स्पेक्ट्रम बहुत व्यापक है, और इसका दृश्य भाग केवल एक छोटे से हिस्से पर कब्जा करता है। एक व्यक्ति इन्फ्रारेड स्पंदनों को दूसरे इंद्रिय अंग - त्वचा के साथ अनुभव करता है। स्पेक्ट्रम के इस हिस्से को लोग हीट के नाम से जानते हैं। कोई थोड़ा पराबैंगनी देखने में सक्षम है (फिल्म "प्लैनेट का-पैक्स" में मुख्य चरित्र के बारे में सोचें)।

मुख्य चैनलएक व्यक्ति के लिए सूचना आंख है। इसलिए, लोग यह आकलन करने की क्षमता खो देते हैं कि सूर्यास्त के बाद दृश्य प्रकाश गायब होने पर आसपास क्या हो रहा है। अँधेरा जंगल बेकाबू, खतरनाक हो जाता है। और जहां खतरा है, वहां यह डर भी है कि कोई अनजान व्यक्ति आकर "बैरल काटेगा"। डरावने और बुरे जीव अंधेरे में रहते हैं, लेकिन दयालु और समझदार प्राणी प्रकाश में रहते हैं।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पैमाना। भाग एक: कम ऊर्जा

प्रकाश की रासायनिक क्रिया पर विचार करते समय, भौतिकी का अर्थ सामान्य रूप से दिखाई देने वाला स्पेक्ट्रम है।

यह समझने के लिए कि सामान्य रूप से प्रकाश क्या है, आपको पहले विद्युत चुम्बकीय दोलनों के सभी संभावित विकल्पों के बारे में बात करनी चाहिए:

1. रेडियो तरंगें। इनकी तरंगदैर्घ्य इतनी लंबी होती है कि ये पृथ्वी की परिक्रमा कर सकती हैं। वे ग्रह की आयनिक परत से परावर्तित होते हैं और लोगों तक जानकारी पहुँचाते हैं। उनकी आवृत्ति 300 गीगाहर्ट्ज़ या उससे कम है, और तरंग दैर्ध्य 1 मिलीमीटर या उससे अधिक (भविष्य में - अनंत तक) से है।
2. इन्फ्रारेड विकिरण। जैसा कि हमने ऊपर कहा, एक व्यक्ति इन्फ्रारेड रेंज को गर्मी के रूप में मानता है। स्पेक्ट्रम के इस हिस्से की तरंग दैर्ध्य दृश्य की तुलना में अधिक है - 1 मिलीमीटर से 780 नैनोमीटर तक, और आवृत्ति कम है - 300 से 429 टेराहर्ट्ज तक।
3. दृश्यमान स्पेक्ट्रम। पूरे पैमाने का वह हिस्सा जिसे मानव आँख मानती है। तरंग दैर्ध्य 380 से 780 नैनोमीटर, आवृत्ति 429 से 750 टेराहर्ट्ज तक।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का पैमाना। भाग दो: उच्च ऊर्जा

नीचे सूचीबद्ध तरंगों का दोहरा अर्थ है: वे घातक हैंजीवन के लिए खतरनाक, लेकिन साथ ही, उनके बिना जैविक अस्तित्व का उदय नहीं हो सकता था।

1. यूवी विकिरण। इन फोटॉनों की ऊर्जा दृश्यमान लोगों की तुलना में अधिक होती है। वे हमारे केंद्रीय प्रकाशमान, सूर्य द्वारा आपूर्ति की जाती हैं। और विकिरण की विशेषताएं इस प्रकार हैं: तरंग दैर्ध्य 10 से 380 नैनोमीटर, आवृत्ति 310¹⁴ से 310^{16 हर्ट्ज।}
2. एक्स-रे। जिस किसी की भी हड्डियाँ टूटी हैं, वह उनसे परिचित है। लेकिन इन तरंगों का उपयोग न केवल चिकित्सा में किया जाता है। और उनके इलेक्ट्रॉन उच्च गति से विकीर्ण होते हैं, जो एक मजबूत क्षेत्र, या भारी परमाणुओं में धीमा हो जाता है, जिसमें एक इलेक्ट्रॉन को आंतरिक खोल से बाहर निकाल दिया जाता है। तरंग दैर्ध्य 5 पिकोमीटर से 10 नैनोमीटर तक, आवृत्ति रेंज 310¹⁶-610^{19 हर्ट्ज़ के बीच होती है।}
3. गामा विकिरण। इन तरंगों की ऊर्जा अक्सर एक्स-रे के साथ मेल खाती है। उनका स्पेक्ट्रम महत्वपूर्ण रूप से ओवरलैप करता है, केवल उत्पत्ति का स्रोत भिन्न होता है। गामा किरणें केवल परमाणु रेडियोधर्मी प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित होती हैं। लेकिन, एक्स-रे के विपरीत, -विकिरण उच्च ऊर्जा के लिए सक्षम है।

हमने विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पैमाने के मुख्य भाग दिए हैं। प्रत्येक श्रेणी को छोटे वर्गों में विभाजित किया गया है। उदाहरण के लिए, "हार्ड एक्स-रे" या "वैक्यूम पराबैंगनी" अक्सर सुना जा सकता है। लेकिन यह विभाजन अपने आप में सशर्त है: यह निर्धारित करना काफी कठिन है कि एक की सीमाएँ और दूसरे स्पेक्ट्रम की शुरुआत कहाँ हैं।

प्रकाश और स्मृति

जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं कि मानव मस्तिष्क सूचना के मुख्य प्रवाह को दृष्टि के माध्यम से प्राप्त करता है। लेकिन आप महत्वपूर्ण पलों को कैसे सहेजते हैं? फोटोग्राफी के आविष्कार से पहले (प्रकाश की रासायनिक क्रिया इसमें शामिल हैसीधे प्रक्रिया), कोई एक डायरी में अपने छापों को लिख सकता है या किसी कलाकार को चित्र या चित्र बनाने के लिए बुला सकता है। पहला तरीका व्यक्तिवाद को पाप करता है, दूसरा - हर कोई इसे बर्दाश्त नहीं कर सकता।

हमेशा की तरह मौके ने साहित्य और पेंटिंग का विकल्प खोजने में मदद की। सिल्वर नाइट्रेट (AgNO_{3) को हवा में काला करने की क्षमता लंबे समय से ज्ञात है। इस तथ्य के आधार पर, एक तस्वीर बनाई गई थी। प्रकाश का रासायनिक प्रभाव यह है कि फोटॉन ऊर्जा शुद्ध चांदी को उसके नमक से अलग करने में योगदान करती है। प्रतिक्रिया किसी भी तरह से विशुद्ध रूप से भौतिक नहीं है।}

1725 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी I. G. Schultz ने गलती से नाइट्रिक एसिड मिला दिया, जिसमें चाक के साथ चांदी घुल गई थी। और फिर मैंने गलती से यह भी देखा कि सूरज की रोशनी मिश्रण को काला कर देती है।

कई आविष्कार हुए। तस्वीरें तांबे, कागज, कांच, और अंत में प्लास्टिक की फिल्म पर मुद्रित की गईं।

लेबेदेव के प्रयोग

हमने ऊपर कहा है कि छवियों को सहेजने की व्यावहारिक आवश्यकता ने प्रयोगों और बाद में सैद्धांतिक खोजों को जन्म दिया। कभी-कभी यह दूसरे तरीके से होता है: पहले से ही गणना किए गए तथ्य को प्रयोग द्वारा पुष्टि करने की आवश्यकता होती है। तथ्य यह है कि प्रकाश के फोटॉन न केवल तरंगें हैं, बल्कि कण भी हैं, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से अनुमान लगाया है।

लेबेदेव ने मरोड़ संतुलन के आधार पर एक उपकरण बनाया। जब प्लेटों पर प्रकाश पड़ता है, तो तीर "0" स्थिति से विचलित हो जाता है। तो यह साबित हो गया कि फोटॉन सतहों पर गति संचारित करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे उन पर दबाव डालते हैं। और प्रकाश की रासायनिक क्रिया का इससे बहुत कुछ लेना-देना है।

जैसा कि आइंस्टीन पहले ही दिखा चुके हैं, द्रव्यमान और ऊर्जा एक समान हैं। नतीजतन, फोटॉन, पदार्थ में "विघटित", इसे अपना सार देता है। शरीर प्राप्त ऊर्जा का विभिन्न तरीकों से उपयोग कर सकता है, जिसमें रासायनिक परिवर्तन भी शामिल हैं।

नोबेल पुरस्कार और इलेक्ट्रॉन

पहले से ही उल्लेखित वैज्ञानिक अल्बर्ट आइंस्टीन सापेक्षता के अपने विशेष सिद्धांत, सूत्र E=mc2 और सापेक्षतावादी प्रभावों के प्रमाण के लिए जाने जाते हैं। लेकिन उन्हें विज्ञान का मुख्य पुरस्कार इसके लिए नहीं, बल्कि एक और बहुत ही रोचक खोज के लिए मिला। आइंस्टीन ने प्रयोगों की एक श्रृंखला में साबित किया कि प्रकाश एक प्रबुद्ध शरीर की सतह से एक इलेक्ट्रॉन को "बाहर" निकाल सकता है। इस घटना को बाहरी फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। थोड़ी देर बाद, उसी आइंस्टीन ने पाया कि एक आंतरिक फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी है: जब प्रकाश के प्रभाव में एक इलेक्ट्रॉन शरीर को नहीं छोड़ता है, लेकिन पुनर्वितरित होता है, तो यह चालन बैंड में चला जाता है। और प्रकाशित पदार्थ चालकता के गुण को बदल देता है!

क्षेत्र जिसमें यह घटना लागू होती है, कई हैं: कैथोड लैंप से सेमीकंडक्टर नेटवर्क में "समावेशन" तक। हमारा जीवन अपने आधुनिक रूप में प्रकाश-विद्युत प्रभाव के उपयोग के बिना असंभव होगा। प्रकाश का रासायनिक प्रभाव केवल इस बात की पुष्टि करता है कि पदार्थ में फोटॉन की ऊर्जा को विभिन्न रूपों में परिवर्तित किया जा सकता है।

ओजोन छिद्र और सफेद धब्बे

थोड़ा ऊपर हमने कहा कि जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभाव में रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, तो ऑप्टिकल रेंज निहित होती है। अब हम जो उदाहरण देना चाहते हैं, वह उससे थोड़ा आगे जाता है।

हाल ही में, दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने अलार्म बजाया: अंटार्कटिका के ऊपरओजोन छिद्र लटक रहा है, यह हर समय फैल रहा है, और यह निश्चित रूप से पृथ्वी के लिए बुरी तरह समाप्त होगा। लेकिन फिर पता चला कि सब कुछ इतना डरावना नहीं है। सबसे पहले, छठे महाद्वीप पर ओजोन परत अन्य जगहों की तुलना में बस पतली है। दूसरे, इस स्थान के आकार में उतार-चढ़ाव मानव गतिविधि पर निर्भर नहीं है, वे सूर्य के प्रकाश की तीव्रता से निर्धारित होते हैं।

लेकिन ओजोन आती भी कहां से? और यह सिर्फ एक प्रकाश-रासायनिक प्रतिक्रिया है। सूर्य से निकलने वाली पराबैंगनी ऊपरी वायुमंडल में ऑक्सीजन से मिलती है। बहुत अधिक पराबैंगनी है, थोड़ी ऑक्सीजन है, और यह दुर्लभ है। ऊपर केवल खुली जगह और निर्वात। और पराबैंगनी विकिरण की ऊर्जा स्थिर O₂ अणुओं को दो परमाणु ऑक्सीजन में तोड़ने में सक्षम है। और फिर अगला यूवी क्वांटम O_{3 कनेक्शन के निर्माण में योगदान देता है। यह ओजोन है।}

ओजोन गैस सभी जीवित चीजों के लिए घातक है। यह मनुष्यों द्वारा उपयोग किए जाने वाले बैक्टीरिया और वायरस को मारने में बहुत प्रभावी है। वायुमंडल में गैस की थोड़ी सी मात्रा हानिकारक नहीं है, लेकिन शुद्ध ओजोन को अंदर लेना मना है।

और यह गैस पराबैंगनी क्वांटा को बहुत प्रभावी ढंग से अवशोषित करती है। इसलिए, ओजोन परत इतनी महत्वपूर्ण है: यह ग्रह की सतह के निवासियों को अत्यधिक विकिरण से बचाती है जो सभी जैविक जीवों को निष्फल या मार सकता है। हम आशा करते हैं कि अब यह स्पष्ट हो गया है कि प्रकाश का रासायनिक प्रभाव क्या होता है।