Pilina ma waena o ka Ikehu a me ke Alapine Kukui
Hoʻopuni ka spectrum electromagnetic i nā ʻano like ʻole o ka radiation electromagnetic, mai nā nalu lekiō lōʻihi a hiki i nā kukuna gamma pōkole. ʻO kahi ʻāpana koʻikoʻi o ka hoʻomaopopo ʻana i kēia spectrum e pili ana i ka hopu ʻana i ka pilina ma waena o ka ikehu a me ke alapine o ka mālamalama. ʻAʻole wale kēia pilina he kumu no ke kahua o ka physics akā he hopena kūpono hoʻi i nā ʻenehana like ʻole a me nā hanana ʻepekema.
ʻO ka radiation electromagnetic a me kona mau ʻano
ʻO ka radiation electromagnetic (EMR) kahi ʻano ikehu i hoʻopuka ʻia a omo ʻia e nā ʻāpana i hoʻopiʻi ʻia, e hōʻike ana i ke ʻano e like me ka nalu i kona hele ʻana ma ka lewa. Hiki ke wehewehe ʻia nā EMR āpau e ko lākou nalu (λ) a me ke alapine (ν). ʻO ka lōʻihi o ka nalu ka mamao ma waena o nā piko o ka nalu, ʻoiai ke alapine e hōʻike ana i ka helu o nā nalu e hala ana i kahi kiko i hāʻawi ʻia i kēlā me kēia kekona, i ana ʻia ma Hertz (Hz).
ʻO ka wikiwiki o ka mālamalama (c), ma kahi o \(3 \times 10^8\) mika i kekona i loko o kahi hakahaka, e hoʻopaʻa i kēia mau waiwai ʻelua i loko o ka pilina i hāʻawi ʻia e ka hoohalike:
\[ c = \lambda \nu \]
I ka hoʻomaopopo ʻana i ka ikehu e pili ana me ka radiation electromagnetic, lawelawe kēia kaulike ma ke ʻano he alahaka e hoʻopili ai i ke alapine (frequency) me kekahi manaʻo koʻikoʻi ʻē aʻe: ka photon.
ʻO ke ʻAno Quantum o ka Mālamalama: Nā Photons
ʻO ka hana a Albert Einstein i ka hoʻomaka ʻana o ke kenekulia 20, ʻoiai kāna wehewehe ʻana i ka hopena photoelectric, ua hoʻomākaukau i ke ala no ka ʻike quantum o ka mālamalama. Ma kēia kuanaʻike, hiki ke manaʻo ʻia ka mālamalama he mea i hana ʻia me nā ʻāpana i kapa ʻia ʻo photons, e lawe ana kēlā me kēia i kahi quantum o ka ikehu. ʻO ka ikehu (E) o kahi photon ua kūlike pololei i ke alapine (ν) o ka nalu electromagnetic e pili ana me ia, kahi pilina i hāʻawi ʻia e ka hoʻohālikelike a Planck:
\[ E = h \nu \]
Maanei, hōʻike ʻo "h" i ke kūpaʻa o Planck (\( 6.626 \times 10^{-34} \) joule-kekona). Ke hōʻike nei kēia kaulike i kahi kumumanaʻo kumu: i ka piʻi ʻana o ke alapine o ke kukui, pēlā nō hoʻi kona ikehu.
ʻO ka Spectrum a me kona mau hopena
I mea e hoʻomaopopo ai i ke koʻikoʻi o kēia pilina, he mea nui e noʻonoʻo i ka spectrum electromagnetic holoʻokoʻa. Ma ka hopena haʻahaʻa o ka spectrum, ʻike mākou i nā nalu lekiō me nā alapine haʻahaʻa a no laila nā photons ikehu haʻahaʻa. Ke neʻe nei i luna, ʻike mākou i nā microwaves, ka radiation infrared, ka mālamalama ʻike ʻia, ka radiation ultraviolet, nā kukuna X, a me nā kukuna gamma. Hōʻike nā kukuna gamma i ka hopena alapine kiʻekiʻe o ka spectrum, e lawe ana i nā photons ikehu kiʻekiʻe loa.
Mālamalama ʻIke ʻia: He Laʻana Kamaʻāina
ʻO ke kukui ʻike ʻia, ke kāʻei haiki o ka spectrum electromagnetic e hiki ai i ka maka kanaka ke ʻike, hāʻawi i kahi hōʻike kūpono o ka pilina ma waena o ka ikehu a me ke alapine (frequency). ʻOi aku ka lōʻihi o ka nalu o ke kukui ʻulaʻula a me ka alapine (frequency) haʻahaʻa i hoʻohālikelike ʻia me ke kukui polū. Wahi a ka hoʻohālikelike a Planck, no laila, he haʻahaʻa ka ikehu o nā photons o ke kukui ʻulaʻula, ʻoiai ʻo ke kukui polū, me kona alapine kiʻekiʻe, he mau photons ikehu kiʻekiʻe.
ʻAʻole wale kēia ʻokoʻa o ka ikehu e wehewehe i ke kumu e hiki ai i ka mālamalama UV—ʻoi aku ka nui o ke alapine (frequency) ma mua o ka mālamalama ʻike ʻia—ke kumu o ka ʻā ʻana o ka lā, akā hoʻomālamalama pū kekahi i ka hiki ke hoʻopilikia i nā kukuna X a me nā kukuna gamma. Hoʻololi ʻia ko lākou mau alapine kiʻekiʻe loa i nā pae ikehu kiʻekiʻe e hiki ai ke hoʻoheheʻe i nā ʻātoma a me nā molekala, e alakaʻi ana i ka hiki ke hōʻino i ke olaola.
Nā polokalamu ʻenehana
ʻO ka pilina ma waena o ke alapine (frequency) o ka mālamalama a me ka ikehu ke kumu o nā ʻenehana he nui. Hoʻohana nā umu microwave i ke alapine (frequency) kikoʻī a me ka ikehu o nā microwave e hoʻoulu i nā molekala wai i loko o ka meaʻai, e hoʻomehana pono ana iā ia. I loko o nā kamaʻilio kelepona, hoʻohana ʻia nā alapine like ʻole e hoʻouna i nā ʻano ʻikepili like ʻole, me nā alapine kiʻekiʻe e ʻae ana i nā wikiwiki ʻikepili kiʻekiʻe.
I ke kiʻi ʻana i nā mea lapaʻau, hāʻawi nā kukuna X i nā hiʻohiʻona kikoʻī o nā ʻano kūloko o ke kino, ʻoiai ʻo MRI (e hilinaʻi nei i nā nalu lekiō) e hāʻawi i nā ʻike diagnostic like ʻole. Hoʻohana ʻia nā kukuna Gamma i nā lāʻau lapaʻau, no ke kuhikuhi ʻana i nā hunaola kanesa, a me ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i nā lako lapaʻau, ma muli o ko lākou ikehu kiʻekiʻe.
Phenomena Astrophysical
He pōmaikaʻi nō hoʻi ka ʻike hōkū mai ka hoʻomaopopo ʻana i ka pilina ikehu-alapine. ʻO ka nānā ʻana i nā alapine like ʻole o ka mālamalama i hoʻopuka ʻia e nā kino lani e kōkua i nā mea hōkū e hoʻoholo i ko lākou mau waiwai. No ka laʻana, ʻo ke aʻo ʻana i nā kukuna X mai nā lua ʻeleʻele a i ʻole nā kukuna gamma mai nā supernovae e hoʻomālamalama i nā kaiapuni koʻikoʻi a me nā hanana ma ke ao holoʻokoʻa.
ʻO ka Spectroscopy, ke aʻo ʻana i ka pilina ma waena o nā mea a me ka radiation electromagnetic, hoʻohana i ka pilina ikehu-alapine e ʻike ai i ka haku mele ʻana o nā hōkū mamao a me nā galaxies. Hoʻopili kēlā me kēia mea a hoʻopuka i ka mālamalama ma nā alapine kikoʻī, e ʻae ana i nā ʻepekema e hoʻoholo i ko lākou alo a me ka nui i nā mea lani.
ʻO nā Mechanics Quantum a ma ʻō aku
Ma kahi pae hohonu, he mea koʻikoʻi kēia pilina ma waena o ka ikehu a me ke alapine o ka mālamalama i ka mechanics quantum. Hoʻopili a hoʻopuka paha nā electrons i loko o nā ʻātoma i nā photons e lele ma waena o nā pae ikehu, me ka ikehu o ke kukui i hoʻopili ʻia a i hoʻopuka ʻia paha i helu ʻia e like me ka pilina o Planck.
Kākoʻo pū kēia pilina i nā holomua i ka ʻenehana laser. Hoʻopuka nā lasers i ka mālamalama kūlike o kahi alapine kikoʻī, a no laila ka ikehu, pono i nā mea āpau mai ka ʻoki ʻana i nā mea a hiki i ka hana ʻana i nā ʻoki kino palupalu a me ka hiki ʻana i ke kamaʻilio wikiwiki.
Panina
ʻO ka pilina ma waena o ka ikehu a me ke alapine o ka mālamalama he kihi ia o nā ʻano physics kuʻuna a me kēia au. Hoʻopili ia ma o nā ʻano āpau o ka ʻimi ʻepekema a me ka hoʻohana ʻenehana, mai ka hana o kēlā me kēia lā o nā mea hana hale a hiki i nā mea pohihihi hohonu o ke ao holoʻokoʻa. ʻAʻole wale kēia kumumanaʻo kumu e hoʻonui i ko mākou ʻike i ke ao kūlohelohe akā hoʻoikaika pū i nā hana hou e hoʻomaikaʻi i ko mākou ʻano ola. I ka holomua ʻana o ka ʻepekema, ʻo ka hula paʻakikī ma waena o ka ikehu a me ke alapine e hoʻomau i ka wehe ʻana i nā mea kupanaha a me nā manawa kūpono hou.
