Что такое фотоэффект?

[AK III]

AK III:  Я не вижу иного механизма "накопления" энергии, кроме резонансного. О нем же говорят и сторонники этой теории. Но резонанс - сугубо избирательная характеристика, отражающая именно свойства приемника. Так же, как волна настройки радиоприемника - принимает ту волну, на которую настроен контур приемника. Если настроек несколько (спектр волн) - то это не меняет принципа. Это спектр приемника, а не излучателя.
 Мы же в своем анализаторе спектров проводим хим. анализ источника излучения по принятому спектру фотонов. Причем принятому одним и тем же приемником - направляем его на разные источники, получаем разные спектры. В точности воспроизводящие хим. состав излучателя (калибруется по параллельному лабораторному ("мокрому") хим. анализу).

А тепловое накопление ,то бишь нагрев, чем не устраивает?
Если свойства газа (электронного или фононного) таковы, что температура/энергия плохо рассеиваются по соседним уровням.
Например, в кристаллической решетке, если колебания могут происходить преимущественно по выбранным направлениям (одномерные) или частицы мало сталкиваются между собой (электроны) из-за своего малого размера и т.о. рост энтропии сильно замедлен или вообще исключен.
При таких условиях, если этот газ облучается нетепловым излучением, т.е. там будут выделенные частоты, то те молекулы газа, что приобретут некую энергию не смогут быстро "размыть" эту энергию в тепловой вид.
То частицы, с энергиями близкими к энергиям внешнего излучения будут смещаться к температуре этого излучения.
Т.е. медленная частица будет ускоряться, а быстрая замедляться - как при разгоне частиц в ускорителях (бегущей волной).
И через какое-то время хаотическое состояние энергий газа будет упорядоченно и соответствовать спектру внешнего излучения.
Без всякого резонанса.

[tcaplin]

 AK III:

А тепловое накопление ,то бишь нагрев, чем не устраивает?

Ни в коей мере не устраивает. Все внутриатомные процессы вообще, и излучение и поглощение квантов в частности, не имеют зависимости от температуры. Скажем, спектральный состав излучения-поглощения для разных элементов таблицы Менделеева хорошо изучен, все энергии переходов электронов между уровнями сведены в таблицы (по которым и определяется хим. состав в спектральном анализе) с точностью до нескольких знаков после запятой - и никто и никогда не замечал изменение их величин от температуры.
 Температура может быть поставщиком энергии (свечение при нагреве), но спектр излучения никоим образом не определяется температурой. Скажем, атомы ксенона никогда и ни при какой температуре не будут излучать характеристические спектры, свойственные железу или никелю.
 А ксеноновый детектор излучения принимает спектры железа и никеля, в точности соответствующие процентному составу железа и никеля в излучателе.

[Фёдор Менде]

AK III:  Ни в коей мере не устраивает. Все внутриатомные процессы вообще, и излучение и поглощение квантов в частности, не имеют зависимости от температуры. Скажем, спектральный состав излучения-поглощения для разных элементов таблицы Менделеева хорошо изучен, все энергии переходов электронов между уровнями сведены в таблицы (по которым и определяется хим. состав в спектральном анализе) с точностью до нескольких знаков после запятой - и никто и никогда не замечал изменение их величин от температуры.
 Температура может быть поставщиком энергии (свечение при нагреве), но спектр излучения никоим образом не определяется температурой. Скажем, атомы ксенона никогда и ни при какой температуре не будут излучать характеристические спектры, свойственные железу или никелю.
 А ксеноновый детектор излучения принимает спектры железа и никеля, в точности соответствующие процентному составу железа и никеля в излучателе.

Это ещё раз говорит о резонансном поглощении. Опишите, пожалуйста, как проводится эксперимент. Что является излучателем и как и чем фиксируется поглощённая образцом энергия.

[AK III]

Спектр излучения, его частота - это и есть температура.
Единственное , что бывает температура "размытая" или с высокой энтропией - т.е. распределение энергий частиц в виде кривой Гаусса с максимумом на средней энергии и бывает температура "спектральная" - когда все осцилляторы четко разделены по дискретным уровням энергии.
В простейшем случае - это колебательный контур, который излучает на одной единственной частоте.
Тепловое (т.е. размытое по энергиям) излучение точно так-же нагревает тело - придает частицам тела полный набор энергий.
"Неразмытое" излучение спектральное нагревает тала так же - спектрально.
Т.е. распределение энергий в веществе полностью совпадает со спектром энергий в излучении.
Единственно что - в обычном газе эта упорядоченность вскоре сменяется хаотичностью - все фракции газа перемешиваются и газ приобретает среднюю температуру.
Но если газ обладает свойствами сверхтекучести и его разные фракции (с разными энергиями) не обмениваются друг с другом энергиями.
У такого газа будет несколько температур.
И каждая отдельная температура в этом газе будет соответствовать спектральной линии внешнего излучения.

[Фёдор Менде]

Спектр излучения, его частота - это и есть температура.
Единственное , что бывает температура "размытая" или с высокой энтропией - т.е. распределение энергий частиц в виде кривой Гаусса с максимумом на средней энергии и бывает температура "спектральная" - когда все осцилляторы четко разделены по дискретным уровням энергии.
В простейшем случае - это колебательный контур, который излучает на одной единственной частоте.
Тепловое (т.е. размытое по энергиям) излучение точно так-же нагревает тело - придает частицам тела полный набор энергий.
"Неразмытое" излучение спектральное нагревает тала так же - спектрально.
Т.е. распределение энергий в веществе полностью совпадает со спектром энергий в излучении.
Единственно что - в обычном газе эта упорядоченность вскоре сменяется хаотичностью - все фракции газа перемешиваются и газ приобретает среднюю температуру.
Но если газ обладает свойствами сверхтекучести и его разные фракции (с разными энергиями) не обмениваются друг с другом энергиями.
У такого газа будет несколько температур.
И каждая отдельная температура в этом газе будет соответствовать спектральной линии внешнего излучения.

Возьмите обычный многочастотный резонатор и облучайте его широким спектром частот. Из этого спектра он заберёт энергию только на строго определённых частотах. А когда снимите облучения, то и отдавать энергию будет только на частотах резонанса.

[AK III]

Возьмите обычный многочастотный резонатор и облучайте его широким спектром частот. Из этого спектра он заберёт энергию только на строго определённых частотах. А когда снимите облучения, то и отдавать энергию будет только на частотах резонанса.

Да, а еще если это не совсем резонатор - т.е. резонанса у него нет ни на одной частоте, но зато любое колебание на любой частоте заставляет этот гипотетический "резонатор" колебаться на той же самой частоте не рассеивая её ни на какие другие частоты.
Если две частоты - он будет колебаться на этих двух частотах.
И затем отдавать энергию будет на тех же частотах, которыми он и был возбужден.

[Фёдор Менде]

Да, а еще если это не совсем резонатор - т.е. резонанса у него нет ни на одной частоте, но зато любое колебание на любой частоте заставляет этот гипотетический "резонатор" колебаться на той же самой частоте не рассеивая её ни на какие другие частоты.
Если две частоты - он будет колебаться на этих двух частотах.
И затем отдавать энергию будет на тех же частотах, которыми он и был возбужден.

Из сказанного здесь следует, что нужно вообще менять всю статистику. Статистика Больцмана это грубый внешний антураж, скрывающий внутренние причины накопления энергии. Когда сталкиваются два атома, то атом возбуждается, и излучение энергии происходит на строго определённых резонансных частотах. Отбор энергии от внешнего облучения также происходит на этих же частотах. Поэтому полная энергия атома состоит не только из его кинетической энергии. Учёт этих особенностей и даст возможность построить новую классическую термодинамику, в которой такое понятие как температура потеряет смысл, а система будет рассматриваться как накопитель энергии не только за счёт кинетической энергии, связанной с массой частицы и её скоростью. Распределение энергии по отдельным резонансам это и есть классическое квантование.
И пожалуй самое главное. Та кинетическая энергия, которой обладает такой атом может быть реализована только при наличии взаимных столкновений. Только при этих условиях его кинетическая энергия может превратится в возбуждение атома с последующим излучением этой энергии в виде ЭМ волн на отдельных резонансных (квантованных) частотах.
Именно с такого подхода и начиналась квантовая механика, когда был введён осциллятор с квантованными уровнями энергии, а в последующем к эти уровням энергии присобачили кванты ЭМ поля.
Грубой ошибкой классической термодинамики является то, что она две ограниченные по размерам системы считает находящимися в равновесии, когда у них равны температуры. Для такого равновесия рассматриваемые системы не должны иметь поверхностей, через которые может происходить излучение ЭМ волн. Но таких систем в принципе не может быть.
На указанных позициях может быть построена классическая квантовая термодинамика, которая объяснит все существующие тепловые явления. Вполне понятным с физической точки зрения становится закон Вина, когда при увеличении температуры спектральная плотность излучения ползёт в высокочастотную область. Физически понятным становится и закон Стефана-Больцмана.
При таком подходе и постоянная Планка где-то прорежется. Но это будет означать полный крах квантовой механики в том схоластическом виде как она есть.
Этот пост я выделил в отдельную тему.

[tcaplin]

НВА:

Спектр излучения, его частота - это и есть температура.
Единственное , что бывает температура "размытая" или с высокой энтропией - т.е. распределение энергий частиц в виде кривой Гаусса с максимумом на средней энергии и бывает температура "спектральная" - когда все осцилляторы четко разделены по дискретным уровням энергии.

Нет. Температура связана только с "размытой", интегральной составляющей. И если Вы ту же самую составляющую проверите на спетроанализаторе - то выявите в ней характеристические спектры излучающих элементов, положение линий которых никоим образом от температуры не зависит. Зависит только интенсивность каждой линии.
 Посмотрите, что говорят специалисты:
Фёдор Менде:

Возьмите обычный многочастотный резонатор и облучайте его широким спектром частот. Из этого спектра он заберёт энергию только на строго определённых частотах. А когда снимите облучения, то и отдавать энергию будет только на частотах резонанса.

Именно так. Температура может только интенсифицировать эти процессы. Но никак не управлять положением энергетических линий в спектре.

Из сказанного здесь следует, что нужно вообще менять всю статистику. Статистика Больцмана это грубый внешний антураж, скрывающий внутренние причины накопления энергии.

Вовсе нет. Скрывающий только для тех, кто не пытался вникать вглубь процессов.
 Все процессы излучения фотонов достаточно хорошо и детально изучены.  Этим занимается наука спектрометрия. Я электронщик, но поскольку проектирую спектрометры, то в общих чертах знаком с проблемами.
 Там очень четко разделяют чисто статистический шум (аналог "белого шума" в электронных усилителях) от информационных характеристических линий, дающих информацию о хим. составе источника. И развиты методы их разделения. Не буду вдаваться в подробности, но все это успешно работает.
 Одно только несомненно - вся информация, как шумовая, так и спектральная, "влетает" в детектирующие устройства исключительно компактными в пространстве и времени квантами - фотонами.
 Усилительный тракт "заточен" именно на выявлении ипульсов, принимаемых детектором от каждого влетевшего фотона (у нас - рентгеновского диапазона). Например, дискриминатор уровня аплитуды импульса отсекает все импульсы, меньшие некоторого значения. Если в детектор влетают фотоны меньшей энергии, чем порог дискриминации - они не просчитываются счетчиком. Никакого "накопления" энергии не существует вообще. Тем более - "привязанного" к определенной энергии (частоте).
 Поэтому утверждения типа:
НВА:

Во первых в миллионах световых лет излучается не vh а  vh*10^n, и n  это очень большое, и эти электромагнитные волны уже у самой излучающей звезды начинают "раскачивать"  поля  нашей Земли,

- из области ненаучной фантастики. Нет такого физического механизма, "накапливающего" энергию именно той частоты, которая поступает - и при этом без резонанса, то есть любую частоту.
 Можно даже показать, что такого механизма в принципе быть не может. Но это будет оффтоп нм страницу-другую... А специалистам, вплотную занимающимся этими вопросами, это ясно без лекций.

[AK III]

Усилительный тракт "заточен" именно на выявлении ипульсов, принимаемых детектором от каждого влетевшего фотона (у нас - рентгеновского диапазона). Например, дискриминатор уровня аплитуды импульса отсекает все импульсы, меньшие некоторого значения. Если в детектор влетают фотоны меньшей энергии, чем порог дискриминации - они не просчитываются счетчиком. Никакого "накопления" энергии не существует вообще. Тем более - "привязанного" к определенной энергии (частоте).

Но вы этого не можете знать - как оно там работает на микроуровне.
Ваш усилительный тракт сам может накапливать излучение определенной частоты, если эта частота когерентна и накопление происходит за считанные наносекунды.
А выглядит все так, будто он среагировал на единовременный квант.

[Фёдор Менде]

Но вы этого не можете знать - как оно там работает на микроуровне.
Ваш усилительный тракт сам может накапливать излучение определенной частоты, если эта частота когерентна и накопление происходит за считанные наносекунды.
А выглядит все так, будто он среагировал на единовременный квант.

Раз речь идёт о  паспортизации элементов, то речь может идти только о резонансах. Если в этом процессе участвуют рентгеновские частоты, то возбуждаются более глубокие электронные оболочки. Я просил Цаплина рассказать здесь, как устроен прибор, но пока этого не последовало. Только зная структуру прибора, и назначение его функциональных узлов, можно судить о принципах его работы.

[tcaplin]

Я просил Цаплина рассказать здесь, как устроен прибор, но пока этого не последовало. Только зная структуру прибора, и назначение его функциональных узлов, можно судить о принципах его работы

Анализатор работает на принципе вторичной рентгеновской флуоресценции веществ при облучении их интенсивным внешним рентгеновским излучением.
 Под действием лучей рентгеновской трубки порядка 40 Кэв в атомах исследуемого образца возбуждаются электроны, переходя на более высокоэнергетические орбиты. Но эти возбужденные состояния неустойчивы, и практически мгновенно электроны возвращаются обратно на свой уровень с излучением рентгеновского кванта. Энергия этого кванта очень четко связана с химическим номером элемента. Статистический учет энергий излучения дает соответствующую спектральную линию. Используются в основном линии Кα, Кβ, Lα, Lβ.
 Простейший случай детектирования заключается в том, что излучение флюоресценции от исследуемого образца направляется в миниатюрную ионизационную камеру, заполненную инертным газом (чаще - ксеноном). В этой камере протянута тонкая анодная нить, находящаяся под положительным напряжением (ок. 1,5 кв). Носит название пропорционального газового детектора.
 Кванты рентгеновского излучения, влетая в газ, поглощаются в нем, отдавая всю свою энергию на ионизацию его атомов. Количество ионизированных атомов строго пропорционально энергии поглощенного кванта. Облачко освобожденных электронов летит под действием поля к аноду, около которого количество электронов увеличивается (тоже строго пропорционально, называется "газовое усиление"), и с анода снимается импульс отрицательной полярности, амплитуда которого пропорциональна энергии "пойманного" кванта.
 Импульсы следуют в случайном порядке. Они сортируются по амплитуде, просчитываются в электронном блоке и сводятся в единый энергетический спектр.
 По интенсивности и расположению линий в спектре с большой точностью расчитывается химический состав образца, вставленного в прибор для хим. анализа. При этом охватывается диапазон большей части таблицы Менделеева - от натрия до урана.
 Линии элементов легче натрия уже настолько низкоэнергетичны, что не возбуждают атомы ксенона. Но зато на всем диапазоне от натрия и выше наблюдается строгая пропорциональность и линейность детектора к линиям любой энергии. Нет никаких эффектов, которые бы можно было связать с "резонансом" самого ксенона. Какой квант влетает - такую амплитуду и снимаем.

[Фёдор Менде]

Анализатор работает на принципе вторичной рентгеновской флуоресценции веществ при облучении их интенсивным внешним рентгеновским излучением.
 Под действием лучей рентгеновской трубки порядка 40 Кэв в атомах исследуемого образца возбуждаются электроны, переходя на более высокоэнергетические орбиты. Но эти возбужденные состояния неустойчивы, и практически мгновенно электроны возвращаются обратно на свой уровень с излучением рентгеновского кванта. Энергия этого кванта очень четко связана с химическим номером элемента. Статистический учет энергий излучения дает соответствующую спектральную линию. Используются в основном линии Кα, Кβ, Lα, Lβ.
 Простейший случай детектирования заключается в том, что излучение флюоресценции от исследуемого образца направляется в миниатюрную ионизационную камеру, заполненную инертным газом (чаще - ксеноном). В этой камере протянута тонкая анодная нить, находящаяся под положительным напряжением (ок. 1,5 кв). Носит название пропорционального газового детектора.
 Кванты рентгеновского излучения, влетая в газ, поглощаются в нем, отдавая всю свою энергию на ионизацию его атомов. Количество ионизированных атомов строго пропорционально энергии поглощенного кванта. Облачко освобожденных электронов летит под действием поля к аноду, около которого количество электронов увеличивается (тоже строго пропорционально, называется "газовое усиление"), и с анода снимается импульс отрицательной полярности, амплитуда которого пропорциональна энергии "пойманного" кванта.
 Импульсы следуют в случайном порядке. Они сортируются по амплитуде, просчитываются в электронном блоке и сводятся в единый энергетический спектр.
 По интенсивности и расположению линий в спектре с большой точностью расчитывается химический состав образца, вставленного в прибор для хим. анализа. При этом охватывается диапазон большей части таблицы Менделеева - от натрия до урана.
 Линии элементов легче натрия уже настолько низкоэнергетичны, что не возбуждают атомы ксенона. Но зато на всем диапазоне от натрия и выше наблюдается строгая пропорциональность и линейность детектора к линиям любой энергии. Нет никаких эффектов, которые бы можно было связать с "резонансом" самого ксенона. Какой квант влетает - такую амплитуду и снимаем.

Думаю Вы знаете, что флюоресцентная была предтечей лазеров. Разница лишь в том, что флюоресценция спонтанный процесс, а лазер когерентный. Но и та и там это резонансные процессы. Поэтому Ваш прибор работает на резонансах спонтанного характера. Знаете ли Вы, что существует стандартный прибор для анализа состава сплавов по похожему методу. В дуге испаряют сплав, разлагают свет при помощи призмы и при помощи фотоэлементов записывают интенсивность соответствующий линий. Ваш прибор практически ничем не отличается от указанного.

[tcaplin]

В дуге испаряют сплав, разлагают свет при помощи призмы и при помощи фотоэлементов записывают интенсивность соответствующий линий. Ваш прибор практически ничем не отличается от указанного.

По принципу - не отличается. Но наш значительно проще - образец не разрушается, он холодный.
 Вы просили дать описание - я дал. Речь же только о том, что анализ работы прибора однозначно подтверждает наличие квантов рентгеновского излучения.
 А фотоэлементы импульсы не считают. Там есть простор для фантазий.
 У нас интенсивность - это количество квантов (импульсов с детектора) в секунду. На фотоэлементах же - интегральный поток. Поди пойми, из импульсов-квантов он состоит, или просто синусоидальная волна...

[tcaplin]

НВА:

Такой вопрос уважаемый tcaplin:-
зависит ли количество ионизированных атомов газа в камере от расстояния между образцом и камерой?

Хороший вопрос.
 В пределах одного пойманного кванта - импульса - никои образом не зависит. Если это квант линии железа - то прилетел ли он с Луны, либо с образца в 10 мм от детектора, он будет идентифицирован по амплитуде (и, значит, по количеству ионизированных атомов) как фотон линии железа.
 От расстояния зависит количество импульсов, прилетающих в секунду - здесь есть точная обратноквадратичная зависимость.

[Фёдор Менде]

По принципу - не отличается. Но наш значительно проще - образец не разрушается, он холодный.
 Вы просили дать описание - я дал. Речь же только о том, что анализ работы прибора однозначно подтверждает наличие квантов рентгеновского излучения.
 А фотоэлементы импульсы не считают. Там есть простор для фантазий.
 У нас интенсивность - это количество квантов (импульсов с детектора) в секунду. На фотоэлементах же - интегральный поток. Поди пойми, из импульсов-квантов он состоит, или просто синусоидальная волна...

Конечно достоинством является то, что метод является неразрущающим. Но принцип работы то же. Из сплошного спектра рентгеновского излучения атомы отсасывают только свои резонансы, а затем переизлучают на этих частотах энергию, полученную от облучателя. Ионизирующая способность переизлучённых частот тем выше, чем выше частота. Поэтому имея амплитудный дискриминатор, можно по амплитудам импульсов сортировать частоты.

[Alexpo]

он будет идентифицирован по амплитуде (и, значит, по количеству ионизированных атомов) как фотон линии железа.

По амплитуде линии не идентифицируются, только по частоте.

[Фёдор Менде]

По амплитуде линии не идентифицируются, только по частоте.

Шлабы ты домой, Пенелопа!!!

[Alexpo]

Шлабы ты домой, Пенелопа!!!

Я все еще жду, когда вы выберетесь из той лужи, куда сели. Где же ваши волновые объяснения приведенных мною 5 фактов по фотоэффекту? Решили нахамить и сменить тему?  Ну, ну
А где мне быть, решаю только я.

[tcaplin]

Фёдор Менде:

Ионизирующая способность переизлучённых частот тем выше, чем выше частота. Поэтому имея амплитудный дискриминатор, можно по амплитудам импульсов сортировать частоты.

При непрерывном поступлении энергии излучения количество ионизированных атомов будет пропорционально не только частоте, но и времени. Откуда этот параметр (время) приходит в детектор?
 По своему принципу действия никаких временнЫх цепей детектор не имеет. Реагирует исключительно на величину интегрального заряда (количество ионизированных атомов).
 Непрерывное излучение будет давать непрерывный поток ионов, а не импульсы.

Alexpo:

По амплитуде линии не идентифицируются, только по частоте.

Читайте внимательнее. Амплитуда электрического импульса с детектора строго пропорциональна энергии пойманного кванта. Которая, как известно, равна hν, т.е. пропорциональна частоте.

[Фёдор Менде]

Я все еще жду, когда вы выберетесь из той лужи, куда сели. Где же ваши волновые объяснения приведенных мною 5 фактов по фотоэффекту? Решили нахамить и сменить тему?  Ну, ну
А где мне быть, решаю только я.

Решайте, на здоровье. Только учтите, что многие наши темы полемичны и Вашего уровня и знаний не хватает, чтобы в них участвовать. А повторять зазубренные положения из учебников, в которых полно ошибок, и дурак умеет. Кстати Вы до сих пор не прошли тест на вшивость. Если забыли нужно ответить на следующие вопросы:

1. Согласны ли вы с тем, что параллельный резонансный контур, состоящий из не зависящих от частоты ёмкости и индуктивности, можно математически представить как зависящую от частоты ёмкость или индуктивность. ДА или НЕТ? Если не знаешь, уточняю, что параллельный резонансный контур это параллельно включенные конденсатор и катушка индуктивности.
2. Согласны ли вы с тем, что в проводниках плотность тока может быть представлена в виде трёх независимых составляющих: резистивной составляющей, у которой фаза плотности тока совпадает с фазой напряженности электрического поля; ёмкостной составляющей (ток смещения), у которой фаза плотности тока опережает на 90 градусов  фазу напряженности электрического поля; индуктивной составляющей, у которой фаза плотности тока отстаёт на 90 градусов от  фазы напряженности электрического поля. И никаких других составляющих плотности тока в проводнике нет и быть не может. ДА или НЕТ?
3. Согласны ли вы с тем, что в точке ленгмюровского резонанса имеет место резонанс плотности тока проводимости и плотности тока смещения. ДА или НЕТ?

Ну так Алекспа ДА или НЕТ?

Или даже на эти элементарные вопросы ответить не в состоянии. Поэтому я и говорю:
Шла бы ты домой, Пенелопа!!!