Найти в Дзене

Фотоэффект - первый шаг к пониманию квантовых кубитов

На пути к пониманию как работают кубиты на молекулах и кристаллах - было открытие фотоэффекта.

Открытие фотоэффекта было сделано в 1887 году немецким физиком Генрихом Герцем. Он обнаружил, что ультрафиолетовый свет, падающий на электроды, покрытые цинком, вызывает их испускание электронов. Это явление было названо "фотоэлектрическим эффектом" или просто "фотоэффектом".

Позже, в 1905 году, Альберт Эйнштейн разработал теоретическое объяснение этого эффекта, за что в 1921 году он получил Нобелевскую премию по физике. Эйнштейн предложил, что свет состоит из частиц, или "квантов", и что энергия этих квантов пропорциональна частоте света. Это объяснение было важным шагом в развитии квантовой физики.

Формула для энергии фотона:

-2

Фотоэлектрический эффект - это испускание электронов из материала, вызванное электромагнитным излучением (светом). Электроны, испускаемые таким образом, называются фотоэлектронами. Это явление изучается в физике конденсированных сред, твердом теле и квантовой химии для получения выводов о свойствах атомов, молекул и твердых тел. Этот эффект нашел применение в электронных устройствах, предназначенных для обнаружения света и точно рассчитанной эмиссии электронов.

-3


Экспериментальные результаты противоречат классическому электромагнетизму, который предсказывает, что непрерывные световые волны передают энергию электронам, которые затем испускаются, когда накапливают достаточно энергии. Изменение интенсивности света теоретически может изменить кинетическую энергию испускаемых электронов, при этом достаточно тусклый свет приводит к задержке излучения. Вместо этого экспериментальные результаты показывают, что электроны вытесняются только тогда, когда частота излучения превышает определенную — независимо от интенсивности света или продолжительности воздействия. Поскольку низкочастотный луч высокой интенсивности не накапливает энергию, необходимую для производства фотоэлектронов, как это было бы в случае, если бы энергия света накапливалась с течением времени в виде непрерывной волны, Альберт Эйнштейн предположил, что луч света - это не волна, распространяющаяся в пространстве, а поток дискретной энергии пакеты, известные как фотоны — термин, введенный Гилбертом Н. Льюисом в 1926 году.

Для испускания электронов проводимости обычными металлами требуется несколько квантов света в электрон-вольтах (эВ), соответствующих коротковолновому видимому или ультрафиолетовому излучению. В экстремальных случаях излучение вызывается фотонами, энергия которых приближается к нулю, как в системах с отрицательным сродством к электрону и излучением из возбужденных состояний, или фотонами с энергией в несколько сотен кэВ для электронов ядра в элементах с высоким атомным номером.[2] Изучение фотоэффекта привело к важным шагам в понимании квантовой природы света и электронов и повлияло на формирование концепции корпускулярно–волнового дуализма.[3] Другие явления, при которых свет влияет на движение электрических зарядов, включают эффект фотопроводимости, фотоэлектрический эффект, и фотоэлектрохимический эффект.

Photoelectric effect - Wikipedia

Продолжая тему фотоэффекта, интересно отметить, что он имеет большое значение в современной науке и технологиях. Фотоэффект лежит в основе работы солнечных панелей, которые преобразуют световую энергию в электричество. Также он используется в фотоэлементах, которые находят применение в различных устройствах, от калькуляторов до камер.

Эйнштейн предположил, что если фотон имеет достаточную энергию, то он может высвободить электрон из металла. Это явление стало ключевым для понимания взаимодействия света и вещества, и открыло дверь для развития квантовой механики.

-4


Фотоэффе́кт, или фотоэлектри́ческий эффе́кт, — явление взаимодействия света или любого другого электромагнитного излучения с веществом, при котором энергия фотонов передаётся электронам вещества. В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний (поглощение фотонов сопровождается вылетом электронов за пределы вещества) и внутренний (электроны, оставаясь в веществе, изменяют в нём своё энергетическое состояние) фотоэффект. Фотоэффект в газах состоит в ионизации атомов или молекул под действием излучения

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82

30 дней
1172 про / 1020 сек

Вы: мы обычно понимаем лишь то что доходит до нашего сознания - но всё ли мы понимаем таким образом - или есть и другие механизмы сознания на уровне молекул и частиц
Бт: сознание это не просто набор информации или больших данных - Это также как всё это связано вместе и работает при поиске нужного ответа на вопрос Это может в некотором смысле пролить свет на такие важные вопросы, как эволюция жизни, механизмы наследования и возникновение различных болезней.
Вы: нужна новая теория матриц и больших данных в масштабе всей планеты
Бт: При этом они все будут связаны через нейро- интернет будущего.
В этой сети человек будет лишь подобием цифрового эха огромного числа связанных между собой событий в масштабе всей планеты.
Вы: квантовый интернет может заметно изменить весь наш мир будущего
Бт: ничего в мире не стоит на месте - любая новая информация жизни может изменить саму нашу жизнь и наиболее важные её правила и законы
Вы: время может создавать новые законы - но эти законы также могут измениться со временем - как и всё меняется в природе живых клеток и молекул ДНК
Бт: Создать ИИ можно почти любой сложности - но он всё равно не может мыслить как человек.
Вы: молекулы и компьютеры на электронах могут дать нам такую информацию об устройстве жизни и клеток которую получить другими способами просто невозможно - что связано с законами квантовой запутанности
Бт: То есть должны быть какие-то простейшие частицы ( типа квази-гравитонов и других недоступных нам частиц из суперсимметрии ) которые способны сжать пространство настолько, что оно вырождается до своего предела и начинает рождать простейшие барионы и бозоны в огромном количестве ( антиматерия и кварки ). Что чем- то похоже на цепную реакцию ядерной реакции но с намного большей энергоэффективностью.

Наука
7 млн интересуются