Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Как фотонить: Учим матчасть: Фотонки в PvZ, часть 1 | StarCraft 2

Содержание

Учим матчасть: Фотонки в PvZ, часть 1 | StarCraft 2

В день рождения главного мирового эксперта по фотонкам мы просто обязаны были посвятить наш обучающий выпуск оупенингам через зафотонивание. И хотя сам  KingCobra нередко фотонит и протоссов, и даже терранов, мы ограничимся матчапом, где это действительно работает стабильно: речь, конечно же, об игре против зерга.


Введение

Несмотря на то, что фотонки являются грозным оружием протоссов в PvZ ещё со времён первого Старкрафта, даже прогеймеры высокого уровня нередко слишком поздно обнаруживают, что их фотонят, и неправильно на это реагируют. Удивительно, но факт: многие зерги не считают нужным потратить полчаса своего времени, чтобы раз и навсегда усвоить концепцию правильной обороны, и, чем ниже мы опускаемся по ступеням ладдера, тем больше процент игроков, которые имеют весьма примерные представления о том, что вообще делать, когда ты видишь пилон соперника вблизи своей базы.

Таким образом, подготовленный протосс, играющий через фотонки, получает очень важное преимущество: он сбивает билд-ордер сопернику, в то время как сам вполне чётко представляет, что собирается делать.

Это приводит к тому, что соперник допускает ошибки и выполняет неоптимальные действия, окупая ваши вложения в пилоны и фотонки. Тем не менее, многие игроки в корне неверно понимают саму цель зафотонивания, и, в итоге, этот приём работает в минус им самим, так как стоит им гораздо дороже, чем зергу.

Цели и задачи

Основная цель зафотонивания – блокирование зерга на его мейне на максимально длительный срок. Этот простой тезис сразу отсеивает такое очевидное и популярное среди начинающих место для зафотонивания, как пространство за минералами на натурале соперника. Можно возразить: но мы не раз видели, как прогеймеры фотонят зергов из-за минералов!

Ответ простой: важно понимать, сколько ресурсов вы вкладываете в зафотонивание. Если вы точно знаете, что соперник отправляет второго оверлорда так, что он не проверяет это пространство – да, отмена второй хаты ценой в один пилон и две фотонки, одну из которых вы тоже отмените, может стоить того. А откуда вы можете знать это на ладдере? Правильно, ниоткуда. А если придётся поставить пару пилонов и три фотонки, теряя тайминг нексуса и технологий, в то время, как зерг просто перенесёт хату в другое место и оставит ваши фотонки в покое до выхода роачей, кто тогда останется в плюсе?

Поэтому фотонки должны обязательно располагаться так, чтобы доставать до hatchery на натурале, но при этом блокировать зерга на мейне – то есть, они должны перекрывать выход с мейна на натурал.


Пример зафотонивания на карте King Sejong Station: зерг сможет отменить пилон и фотонку наверху, но нижние достроятся

Стоит также отдельно отметить, что не нужно гнаться за отменой фотонок: мы нередко видим, что прогеймеры в своих играх отменяют фотонку, если зерг отменяет хату на натурале, но это обычно касается как раз в случае ситуативного зафотонивания из-за минералов. Если же преследуется цель заблокировать оппонента, то третья фотонка не будет лишней, а вы получите гораздо больше профита, получив несколько лишних спокойных секунд для выхода в технологии и улучшения экономики.

Билд-ордер

Зафотонивание не требует какого-то особенного билд-ордера, более того, оно требует, чтобы билд-ордер был обычным: вы будто бы играете экспанд через форджу, но ресурсы, которые обычно идут на нексус, тратите на пилоны и фотонки в атаке. Само собой, если соперник разведкой увидит, что форджа есть, а нексуса нет, он сразу же проверит стандартные места для зафотонивания, но отклонения от нормы станут явными только по таймингу, когда должен строиться нексус.

Итак, оупенинг получается таким:

  • 9 – Pylon, первая пробка едет искать соперника
  • 14 – Forge, вторая пробка едет на натурал к соперника, обходя его предполагаемую разведку
  • Ещё два рабочих, получается лимит 16/18, на минералах 14 пробок
Что можно и что нельзя фотонить

Планируя зафотонивание, протосс нередко испытывает искушение сразу первой пробкой поставить пилон и получить фотонки максимально быстро, однако, так делать нельзя по двум причинам:

  • Необходимо знать, когда соперник ставит пул, ведь некоторые оупенинги фотонить бессмесленно.
  • Если пробка поставит пилон на экспе соперника, а потом поедет смотреть тайминг пула, зерг может заблокировать место постановки фотонки, и вы никак не сможете этому помешать, ведь пробка в это время будет на мейне, а не на натурале.

С билдами, которые стоит или не стоит фотонить, всё просто: нет никакого смысла фотонить ранние пулы. Классические оупенинги зергов – это пул на лимитах 6, 9, 14 и 15, но, теоретически, вы можете встретить и какой-то менее распространённый вариант. В общем, пул, поставленный в районе тайминга 2:00 и позже, вполне можно фотонить: линги не успевают пробить стенку, блокирующую вашу первую фотонку.

Информация для справки

Чтобы сэкономить время при разведке, можно указать пробке три точки через шифт: первую – сразу за подъёмом, вторую – за предполагаемым главным зданием, третью – точно там же, где первую. Если соперник действительно на этой локации, пробка автоматически начнёт объезжать здание, и линии маршрутов «туда» и «обратно» начнут расходиться. Если же линии остаются вместе, можно сразу ехать на следующую локацию: на этой соперника нет. Само собой, этот приём работает за все расы во всех матчапах.

Несмотря на то, что бытует мнение, будто пул до хаты фотонить вообще не стоит, иногда имеет место обратный эффект: поставив пул, зерг чувствует, что играет сейфово, и может не проверить зафотонивание, тогда как оупенинги через хату нередко сочетаются с разведкой дроном, оверлордом на натурале и прочими мерами безопасности, которые не гарантируют зергу успешную оборону, но повышают его шансы.

Итак, если пробка приехала к сопернику в конце второй минуты игры и обнаружила пул на середине, наши действия предельно просты: мы перекрываемся глухой стенкой на натурале и ставим за ней фотонку. Если карта не позволяет перекрыться к моменту, когда прибегут линги, можно сразу ставить пилон и фотонку на мейне в рабах: такое может произойти, если соперник играет в шестой пул, и тогда потеря зданий на натурале может считаться допустимой. Если же протосс сможет перекрыться на натурале и поставить нексус, он останется в плюсе.


Проверка локации через шифт: одна линия отклоняется от другой, значит, соперник здесь

Если же пробка видит, что на момент 2:00 пула нет, можно переходить к следующему разделу, то есть, собственно, фотонить.

Техника зафотонивания

Ключевой момент зафотонивания в любом матчапе – поставить первую фотонку и сделать так, чтобы она смогла достроиться и при этом иметь достаточно хп: после этого можно смело ставить новые фотонки под её прикрытием. Если мы просто поставим пилон в темноте, а потом нагло выкатим несколько фотонок на виду у соперника, он сорвёт рабов и отменит их. Фотонка имеет не слишком-то много хп, и поэтому рабы не дадут ей достроиться, не говоря уже о боевых юнитах. Отсюда следует простое правило: строящаяся фотонка должна быть или прикрыта зданиями, которые должны полностью или хотя бы частично блокировать доступ к ней, или находиться в радиусе атаки уже готовой фотонки.

Следовательно, мы должны поставить первую фотонку и, при необходимости, закрыть её зданиями так, чтобы рабочие соперника не могли её бить, или могли, но не больше одного-двух одновременно. Идеальный сценарий – когда мы заказываем здания, чтобы заблокировать доступ к первой фотонке, а затем отменяем их, когда она готова или почти готова. Но если мы попытаемся поставить пилон, затем заказать фотонку, и только потом заблокировать её зданиями, чтобы успеть их отменить, соперник может вывести рабов и либо вообще не дать поставить фотонку, либо помешать её заблокировать. Заранее ожидая такого поворота событий, протосс должен предпринять следующие меры: отвлечь внимание соперника и заранее выбрать место будущего зафотонивания, чтобы, в случае необходимости, быстро и безошибочно поставить глухую стенку.


Пока одна пробка демонстративно катается вокруг базы зерга с пятнадцатым пулом, вторая преспокойно застраивает рампу сверху

Классический приём иллюзиониста: чтобы спрятать что-то от наблюдателя, заставьте его смотреть в другое место и думать, что он уже видит всё, что нужно. Как уже было сказано, мы, так или иначе, вынуждены проверять первой пробкой тайминг пула, и, приняв решение фотонить, мы продолжаем активно демонстрировать сопернику эту пробку, тогда как фотонить на самом деле планируем другой – той, которая кружным путём едет в сторону натурала зерга. Впрочем, лучше, если к её прибытию первый пилон всё же уже будет поставлен. Мы можем сделать это первой пробкой, отправив её как бы проверить постановку хаты на натурале с небольшим опозданием от стандартных таймингов:

  • 02:30, если хата ставится до пула
  • 02:50, если хата ставится после пула

Такая проверка – обычное дело, и сама по себе она вряд ли вызовет подозрение у зерга. Пилон он также не сможет увидеть, ведь радиус обзора у строящегося здание совсем небольшой. Если зерг не видит пилона, первая пробка возвращается на мейн и следит за тем, не поедут ли рабы блокировать постановку фотонки, которую будет осуществлять вторая пробка.

Но возможна ситуация, когда на экспанде будет находиться оверлорд, или соперник может на всякий случай заранее вывести пару рабочих. В таком случае остаётся сразу наглухо отгораживать место под фотонку, оставляя первую пробку внутри. Если после постановки фотонки там не останется свободной клеточки – пробка пройдёт через пилон и выйдет наружу, как это было в Brood War, но намеренно протолкнуть её нельзя: с какой стороны от фотонки ни находилась бы пробка, если это возможно, она займёт свободную клетку так, чтобы не проходить через здания. На большинстве карт получается именно так, и вот тут-то нам и пригодится вторая пробка: именно она поставит новые фотонки, которые будут отменять хату на натурале.

Если необходимость блокировать строящуюся фотонку возникла, когда первый пилон уже готов, можно использовать гейт: он стоит на 50 минералов дороже, но имеет больше хп и занимает больше места. Стоит отметить, что, если к тому моменту, как необходимость в стенке отпала, гейт готов более, чем наполовину, его можно не отменять: вы существенно ускорите выход в технологии, сразу поставив дома кибернетку, кроме того, сможете построить зилота, который может помешать зергу пробивать ваш блок и, заодно, разведать, какими юнитами он собирается это делать и собирается ли вообще.

Само собой, бывает, что зафотонить не получается: соперник может заранее вывести рабов, а, увидев, что вы ставите пилон, расположить их таким образом, что вы никак не сможете закрыть свою фотонку. В таком случае протоссу остаётся разменять время, которое теряют рабочие зерга, не добывая минералы, на тайминг своего нексуса и один пилон, и просто продолжать играть стандартно через экспанд.


Карта Nimbus – редкий пример, где удобно фотонить зерга за минералами
Допустимые затраты

Как уже было сказано, всегда важно понимать, какой результат и ценой каких вложений вы получаете, и игра через фотонки в этом плане не исключение. KingCobra, опираясь на опыт тысяч сыгранных партий, в своих обучающих видео формулирует тезис так: протосс должен поставить два пилона и три фотонки на натурале, затем можно добавить один пилон и одну фотонку на третьей локации, если зерг попытается её поставить.

Практика показывает, что иногда пилонов бывает не два, а три, или вместо одного пилона вы можете поставить гейт. Тут, впрочем, важны не детали, а принцип: не стоит биться головой в бетонную стену и пытаться любой ценой зафотонить соперника, который раскрыл ваши планы и правильно противодействует, или удерживать блок на стадии, когда у него уже есть средства, чтобы его пробить. Старайтесь не выходить слишком далеко за указанные границы допустимых затрат.

На этом мы заканчиваем первую часть статьи, посвященную тому, как, собственно, фотонить, а в следующем выпуске мы поговорим о том, чего стоит в этой ситуации ждать от зергов, и что, соответственно, нужно делать протоссам, чтобы реализовать полученное преимущество и довести игру до победы.

Клуб «Рудничный» — Мастер-класс по декупажу.

МАСТЕР-КЛАСС

руководителя кружка «Волшебное мастерство»

Киселевой Натальи Михайловны

 

Необычный декор и декупаж вазы.

Декупаж — это вид прикладного творчества представляющий собой технику декорирования разнообразных поверхностей с помощью нанесения напечатанных полиграфическим способом картинок, а так же салфеток и декупажных карт с последующей лакировкой полученного изображения.

 

Одним из моих излюбленных способов декупажа является работа на фактурных поверхностях. Такую поверхность можно создать, предварительно декорировав вазу или бутылку нитью, что придаст ей пикантную шершавость. А уже впоследствии украсить декупажем.


Для такого декупажа вазы понадобится:

§  Ваза или бутыль

§  Небольшой широкий стаканчик

§  Клей ПВА

§  Толстая хлопковая нить белого цвета

§  Салфетка с рисунком

§  Ножницы

§  Кисть

§  Акриловые краски (для дополнительной покраски частей вазы)


Наливаем в стаканчик клей. Отрываем кусок нити около 1.5 метра. наматываем на руку (чтобы получился моточек). Опускаем нить в стакан с клеем, и немного мнем, чтобы пропиталась.


Теперь берем декорируемый предмет, и аккуратно потянув за край нити, укладываем ее на донышко или наматываем сразу на стенки снизу вверх по

кругу.


Делаем, как показано на фото. Нить натягивать не стоит, лучше укладывать со средним натяжением (она утянется при высыхании).


Вот и донышко готово, переходим на стенки вазы или бутылки.


Когда ваза декорирована, ждем, пока нить высохнет. Обычно это происходит в течение 1-2х дней, в зависимости от толщины нити и температуры в комнате.

Теперь украсим поверхность вазы декупажем. Вырезаем из салфетки рисунок, снимаем лишние слои бумаги.


Прикидываем на вазу – отрезаем лишнее, если нужно.

При закруглениях – подрезаем салфетку, делаем «вытачки». 



Намазываем поверхность клеем, прикладываем рисунок и промазываем кисточкой сверху.

Подобным образом можно украсить и крышку вазы, если она есть.



Введем дополнительный цвет, в данном случае – это лиловый. Можно покрасить часть вазы другим цветом. И крышечку тронем.


Когда все высохнет, покроем изделие акриловым лаком. Лучше матовым – так ваза будет смотреться более стильно.

Концерты, онлайн-марафон и другие акции предлагают библиотеки Вологды в свой профессиональный праздник

Городские библиотеки реализуют онлайн-проекты и проводят мероприятия в социальной сети «Вконтакте». Профессиональный праздник – Общероссийский день библиотек – не станет исключением. Пользователей ждут встречи с литераторами, лекции, концерты, мастер-классы от людей различных творческих профессий.

Интеллект-центр на Гагарина отметит циклом онлайн-квартирников с известными современными поэтами. Расписание квартирников можно посмотреть на сайте Централизованной библиотечной системы. Библиотека на Гагарина стала для вологжан гидом в мире современной культуры; несколько раз в месяц для читателей выходят выпуски подкаста вокалиста Егора Ефремова о музыке и библиокаста о фильмах и книгах.

28 мая библиотека «Книжный экспресс» предлагает узнать, как делают гусли, и как звучит старинный русский инструмент. Онлайн-трансляцию из Тверской области, где производят гусли, для читателей городских библиотек проведёт мастер Сергей Горчаков. Начало в 19:00.

Для литераторов, артистов, музыкантов и всех творческих людей, библиотека на Советском проспекте запустила онлайн-марафон #МойПушкин220. В преддверии дня рождения Александра Сергеевича любой желающий может поделиться своими произведениями, видеороликами с декламацией или исполнением песен на произведения поэта в группе библиотеки.

Библиотека на Добролюбова приглашает всех желающих поделиться летним настроением и поучаствовать в литературной сетевой акции – участникам нужно найти отрывки из литературных произведений о лете и разместить их на своей странице или на стене группы библиотеки с хэштегом #лето_между_строк. В преддверии Общероссийского дня библиотек библиотекари приглашают коллег поделиться впечатлениями, воспоминаниями, особенными моментами из библиотечной жизни. Для участия в акции «ФотоНить прошлого и настоящего» нужно разместить фото, отражающие суть профессии библиотекаря. Подробности в группе библиотеки.

Центр писателя В. И. Белова проводит виртуальную выставку работ юных воспитанников Художественной школы имени В.Н. Корбакова. Ученики школы проиллюстрировали книгу вологодского детского автора «Сказка о Жар-птице, железном орле и волшебной стране». Посмотреть волшебные иллюстрации и познакомиться с книгой можно на сайте Центра.

В период карантина сотрудники ЦБС предлагают читателям виртуальные экскурсии по родному городу и виртуальные выставки, онлайн-викторины и литературные игры, обзоры художественных и познавательных произведений для взрослых и детей и творческие конкурсы, информация которая размещается на сайте Централизованной библиотечной системы.

Любителям чтения бесплатно доступны фонды электронных библиотек ЛитРес, Библиороссика, библиотека NON_FICTION, арт-портал Мировая художественная культура, портал Библиошкола. Для того, чтобы помочь родителям занять детей в режиме самоизоляции библиотекари читают по вечерам детские книги и произведения волволовологодских авторов. Найти публикации можно по хэштегу #Послушай_книгу.

ЦБС г. Вологды

Юниты в Starcraft 2 — Протоссы


История протоссов[править]

Зарождение[править]

Флаг Протоссов
После многих неудач с созданием жизни, отчаявшиеся Ксел’Нага вернулись на Аиур, где обнаружили зародившуюся к тому времени расу дикарей и охотников. Ксел’Нага решили, что эта раса может обладать чистотой формы

, так как они обладали высокой выживаемостью, силой и выносливостью. Но главное, что заинтересовало в этой расе Ксел’Нага — псионная связь, установленная между всей расой. Ксел’Нага стали направлять эволюцию этого народа в нужное им русло с помощью кристаллов Кхайдарин, отправленных на поверхность, и кристалла Касся, при помощи которого увеличилась их репродуктивная способность. Когда чистота формы была достигнута, Ксел’Нага наконец спустились на Аиур. Позднее, место приземления Ксел’Нага было отмечено храмом протоссов. Ксел’Нага дали имя новой расе «протоссы», что значит «перворождённые», которая к тому времени обладала племенным строем. Протоссы восприняли своих создателей как Богов, и жаждали черпать у них знания. Однако, с постепенным ростом знаний молодые протоссы стали ставить во главе индивидуальные достижения, а не работу в обществе, как раньше. Племена стали отделяться друг от друга, желая сыграть свою роль не только в обществе, но и в целой Вселенной.

Сначала Ксел’Нага были заинтригованы таким ходом событий, и даже позволили себе поучаствовать в этом, разделив кристаллы-близнецы, и отдав один из них, Юрай, племени Акилаэ, а второй, Кхалис, племени Саргас. Как и племена, которым были отданы кристаллы, различались сила кристаллов и даже их внешний вид были отличны для каждого кристалла.

Постепенно, протоссы убоялись того, что Ксел’Нага хотят вероломно захватить Аиур под свой контроль, и, под воздействием тёмных страстей, потеряли свою псионную связь и чистоту формы. Ксел’Нага, увидев, что протоссы не стали теми, кого они хотели увидеть, разочаровались в них и стали готовить свои корабли к отлёту. Протоссы, ослеплённые гневом, совершили атаку на корабли, которую Ксел’Нага отбили и после этого покинули их звёздную систему, и, возможно, вообще исчезли из сектора Копрулу. Так началась «Вечная борьба», самая разрушительная гражданская война в галактической истории.

Вечная борьба[править]

В течение этого отрезка своей истории, племена протоссов вели тысячелетние войны друг с другом, замедлив развитие своей расы. Немногое известно о том смутном времени, однако достоверно известно, что протоссы утратили свою псионную связь. В то время наиболее известным племенем было племя Акилаэ, которое и по сей день известно как отеческое племя для лучших воинов армии протоссов. В это же время протоссы стали основывать колонии в других звёздных системах, как правило, соединяя их с Аиуром посредством врат искривления, но и колонии очень быстро оказывались местом борьбы племён.

Создание Кхалы[править]

Некто, чьё настоящее имя затерялось в тысячелетиях, известный своим потомкам как Кхас (протос. Тот-кто-принёс-порядок), положил конец гражданской войне. Изучая запретные тексты Ксел’Нага он откопал кристаллы Кхайдарин. С их помощью он смог восстановить свою псионную связь с другими протоссами, которая пробудила скрытые способности к использованию псионной связи остальных. Таким образом, псионная связь протоссов была восстановлена. После этого Кхас стал путешествовать по Аиуру, обучая протоссов пользоваться вновь обретённой силой. Кхас положил конец междоусобице на Гайрасе, где он демонстрировал способности кристаллов Кхайдарин, разрушив поле боя, на котором происходили постоянные многотысячные схватки протоссов.

Вскоре после того Кхас завершил воссоединение протоссов, организовав три касты и новое племя. Группа воинов и учеников, окружавших его с самого начала, стала племенем Ара, и стала частью касты Арбитров. Те племена, что быстро примкнули к новому строю, так же стали членами касты Арбитров.

Другая часть племён стала кастой Тамплиеров, стоявшей на страже протоссов. Большинство же протоссов стало членами касты Кхалаев, включавшей в себя простых рабочих и ремесленников. Путь Кхалы ознаменовал для протоссов начало Второй Эры.

В это время каста Тамплиеров сначала сражалась с теми, кто представлял угрозу для нового строя, а затем охраняла свой народ от опасных созданий и воинственных инопланетных жителей во время разведывательных экспедиций вглубь космоса.

Раскол[править]

Противостояние Неразима и Зилота
Некоторые протоссы отказались от пути Кхалы, однако предпочли вместо развязывания новой гражданской войны скрываться от Кхалаев. Конклав отправил молодого Исполнителя Адуна с приказом арестовать мятежников для последующей казни. Однако Адун не стал следовать этому приказу. Он симулировал казнь и научил мятежников, как скрыться от Конклава. Однако мятежники потеряли контроль над своими псионными способностями, вследствие чего псионные штормы обрушились на Аиур и некоторые колонии протоссов. Эти штормы понудили протоссов отказаться от некоторых своих колоний, как, например, от Кирадора, где ранее был запрятан кристалл Урай. Старые предрассудки вновь вернулись к жизни, и племена вновь подняли оружие, обвиняя друг друга в случившемся. Конклав же, понимая истинную причину этих штормов, решил выслать мятежников с Аиура на старом корабле Ксел’Нага. Мятежники, позднее ставшие известными как «тёмные тамплиеры», возглавляемые их Матриархом Разшагал, покинули Аиур.

Расцвет[править]

Протоссы исследовали тысячи миров во время своего исследования галактики, неся цивилизацию менее развитым народностям. Протоссам удалось рекультивировать восьмую часть миров, ранее находвшихся под предводительством Ксел’Нага. Когда Терраны прибыли в сектор Копрулу и колонизировали более дюжины миров во владениях протоссов, те предпочли тайно наблюдать за их действиями. Они были шокированы, увидев, что терраны выжимают из планет все ресурсы. Однако протоссы решили не вмешиваться в гражданские войны терранов. Ко времени первого контакта с зергами протоссы начинали вымирать из-за того, что их время уже прошло. Однако, население на Аиуре всё ещё измерялось миллиардами.

Суперавианосец «Гантритор»

Учим матчасть: Фотонки в PvZ, часть 1

В день рождения главного мирового эксперта по фотонкам мы просто обязаны были посвятить наш обучающий выпуск оупенингам через зафотонивание. И хотя сам KingCobra нередко фотонит и протоссов, и даже терранов, мы ограничимся матчапом, где это действительно работает стабильно: речь, конечно же, об игре против зерга.

Введение

Несмотря на то, что фотонки являются грозным оружием протоссов в PvZ ещё со времён первого Старкрафта, даже прогеймеры высокого уровня нередко слишком поздно обнаруживают, что их фотонят, и неправильно на это реагируют. Удивительно, но факт: многие зерги не считают нужным потратить полчаса своего времени, чтобы раз и навсегда усвоить концепцию правильной обороны, и, чем ниже мы опускаемся по ступеням ладдера, тем больше процент игроков, которые имеют весьма примерные представления о том, что вообще делать, когда ты видишь пилон соперника вблизи своей базы.

Таким образом, подготовленный протосс, играющий через фотонки, получает очень важное преимущество: он сбивает билд-ордер сопернику, в то время как сам вполне чётко представляет, что собирается делать. Это приводит к тому, что соперник допускает ошибки и выполняет неоптимальные действия, окупая ваши вложения в пилоны и фотонки. Тем не менее, многие игроки в корне неверно понимают саму цель зафотонивания, и, в итоге, этот приём работает в минус им самим, так как стоит им гораздо дороже, чем зергу.

Цели и задачи

Основная цель зафотонивания – блокирование зерга на его мейне на максимально длительный срок. Этот простой тезис сразу отсеивает такое очевидное и популярное среди начинающих место для зафотонивания, как пространство за минералами на натурале соперника. Можно возразить: но мы не раз видели, как прогеймеры фотонят зергов из-за минералов!

Ответ простой: важно понимать, сколько ресурсов вы вкладываете в зафотонивание. Если вы точно знаете, что соперник отправляет второго оверлорда так, что он не проверяет это пространство – да, отмена второй хаты ценой в один пилон и две фотонки, одну из которых вы тоже отмените, может стоить того. А откуда вы можете знать это на ладдере? Правильно, ниоткуда. А если придётся поставить пару пилонов и три фотонки, теряя тайминг нексуса и технологий, в то время, как зерг просто перенесёт хату в другое место и оставит ваши фотонки в покое до выхода роачей, кто тогда останется в плюсе?

Поэтому фотонки должны обязательно располагаться так, чтобы доставать до hatchery на натурале, но при этом блокировать зерга на мейне – то есть, они должны перекрывать выход с мейна на натурал.

Пример зафотонивания на карте King Sejong Station: зерг сможет отменить пилон и фотонку наверху, но нижние достроятся

Стоит также отдельно отметить, что не нужно гнаться за отменой фотонок: мы нередко видим, что прогеймеры в своих играх отменяют фотонку, если зерг отменяет хату на натурале, но это обычно касается как раз в случае ситуативного зафотонивания из-за минералов. Если же преследуется цель заблокировать оппонента, то третья фотонка не будет лишней, а вы получите гораздо больше профита, получив несколько лишних спокойных секунд для выхода в технологии и улучшения экономики.

Билд-ордер

Зафотонивание не требует какого-то особенного билд-ордера, более того, оно требует, чтобы билд-ордер был обычным: вы будто бы играете экспанд через форджу, но ресурсы, которые обычно идут на нексус, тратите на пилоны и фотонки в атаке. Само собой, если соперник разведкой увидит, что форджа есть, а нексуса нет, он сразу же проверит стандартные места для зафотонивания, но отклонения от нормы станут явными только по таймингу, когда должен строиться нексус.

Итак, оупенинг получается таким:

  • 9 – Pylon, первая пробка едет искать соперника
  • 14 – Forge, вторая пробка едет на натурал к соперника, обходя его предполагаемую разведку
  • Ещё два рабочих, получается лимит 16/18, на минералах 14 пробок
Что можно и что нельзя фотонить

Планируя зафотонивание, протосс нередко испытывает искушение сразу первой пробкой поставить пилон и получить фотонки максимально быстро, однако, так делать нельзя по двум причинам:

  • Необходимо знать, когда соперник ставит пул, ведь некоторые оупенинги фотонить бессмесленно.
  • Если пробка поставит пилон на экспе соперника, а потом поедет смотреть тайминг пула, зерг может заблокировать место постановки фотонки, и вы никак не сможете этому помешать, ведь пробка в это время будет на мейне, а не на натурале.

С билдами, которые стоит или не стоит фотонить, всё просто: нет никакого смысла фотонить ранние пулы. Классические оупенинги зергов – это пул на лимитах 6, 9, 14 и 15, но, теоретически, вы можете встретить и какой-то менее распространённый вариант. В общем, пул, поставленный в районе тайминга 2:00 и позже, вполне можно фотонить: линги не успевают пробить стенку, блокирующую вашу первую фотонку.

Информация для справки

Чтобы сэкономить время при разведке, можно указать пробке три точки через шифт: первую – сразу за подъёмом, вторую – за предполагаемым главным зданием, третью – точно там же, где первую. Если соперник действительно на этой локации, пробка автоматически начнёт объезжать здание, и линии маршрутов «туда» и «обратно» начнут расходиться. Если же линии остаются вместе, можно сразу ехать на следующую локацию: на этой соперника нет. Само собой, этот приём работает за все расы во всех матчапах.

Несмотря на то, что бытует мнение, будто пул до хаты фотонить вообще не стоит, иногда имеет место обратный эффект: поставив пул, зерг чувствует, что играет сейфово, и может не проверить зафотонивание, тогда как оупенинги через хату нередко сочетаются с разведкой дроном, оверлордом на натурале и прочими мерами безопасности, которые не гарантируют зергу успешную оборону, но повышают его шансы.

Итак, если пробка приехала к сопернику в конце второй минуты игры и обнаружила пул на середине, наши действия предельно просты: мы перекрываемся глухой стенкой на натурале и ставим за ней фотонку. Если карта не позволяет перекрыться к моменту, когда прибегут линги, можно сразу ставить пилон и фотонку на мейне в рабах: такое может произойти, если соперник играет в шестой пул, и тогда потеря зданий на натурале может считаться допустимой. Если же протосс сможет перекрыться на натурале и поставить нексус, он останется в плюсе.

Проверка локации через шифт: одна линия отклоняется от другой, значит, соперник здесь

Если же пробка видит, что на момент 2:00 пула нет, можно переходить к следующему разделу, то есть, собственно, фотонить.

Техника зафотонивания

Ключевой момент зафотонивания в любом матчапе – поставить первую фотонку и сделать так, чтобы она смогла достроиться и при этом иметь достаточно хп: после этого можно смело ставить новые фотонки под её прикрытием. Если мы просто поставим пилон в темноте, а потом нагло выкатим несколько фотонок на виду у соперника, он сорвёт рабов и отменит их. Фотонка имеет не слишком-то много хп, и поэтому рабы не дадут ей достроиться, не говоря уже о боевых юнитах. Отсюда следует простое правило: строящаяся фотонка должна быть или прикрыта зданиями, которые должны полностью или хотя бы частично блокировать доступ к ней, или находиться в радиусе атаки уже готовой фотонки.

Следовательно, мы должны поставить первую фотонку и, при необходимости, закрыть её зданиями так, чтобы рабочие соперника не могли её бить, или могли, но не больше одного-двух одновременно. Идеальный сценарий – когда мы заказываем здания, чтобы заблокировать доступ к первой фотонке, а затем отменяем их, когда она готова или почти готова. Но если мы попытаемся поставить пилон, затем заказать фотонку, и только потом заблокировать её зданиями, чтобы успеть их отменить, соперник может вывести рабов и либо вообще не дать поставить фотонку, либо помешать её заблокировать. Заранее ожидая такого поворота событий, протосс должен предпринять следующие меры: отвлечь внимание соперника и заранее выбрать место будущего зафотонивания, чтобы, в случае необходимости, быстро и безошибочно поставить глухую стенку.

Пока одна пробка демонстративно катается вокруг базы зерга с пятнадцатым пулом, вторая преспокойно застраивает рампу сверху

Классический приём иллюзиониста: чтобы спрятать что-то от наблюдателя, заставьте его смотреть в другое место и думать, что он уже видит всё, что нужно. Как уже было сказано, мы, так или иначе, вынуждены проверять первой пробкой тайминг пула, и, приняв решение фотонить, мы продолжаем активно демонстрировать сопернику эту пробку, тогда как фотонить на самом деле планируем другой – той, которая кружным путём едет в сторону натурала зерга. Впрочем, лучше, если к её прибытию первый пилон всё же уже будет поставлен. Мы можем сделать это первой пробкой, отправив её как бы проверить постановку хаты на натурале с небольшим опозданием от стандартных таймингов:

  • 02:30, если хата ставится до пула
  • 02:50, если хата ставится после пула

Такая проверка – обычное дело, и сама по себе она вряд ли вызовет подозрение у зерга. Пилон он также не сможет увидеть, ведь радиус обзора у строящегося здание совсем небольшой. Если зерг не видит пилона, первая пробка возвращается на мейн и следит за тем, не поедут ли рабы блокировать постановку фотонки, которую будет осуществлять вторая пробка.

Но возможна ситуация, когда на экспанде будет находиться оверлорд, или соперник может на всякий случай заранее вывести пару рабочих. В таком случае остаётся сразу наглухо отгораживать место под фотонку, оставляя первую пробку внутри. Если после постановки фотонки там не останется свободной клеточки – пробка пройдёт через пилон и выйдет наружу, как это было в Brood War, но намеренно протолкнуть её нельзя: с какой стороны от фотонки ни находилась бы пробка, если это возможно, она займёт свободную клетку так, чтобы не проходить через здания. На большинстве карт получается именно так, и вот тут-то нам и пригодится вторая пробка: именно она поставит новые фотонки, которые будут отменять хату на натурале.

Если необходимость блокировать строящуюся фотонку возникла, когда первый пилон уже готов, можно использовать гейт: он стоит на 50 минералов дороже, но имеет больше хп и занимает больше места. Стоит отметить, что, если к тому моменту, как необходимость в стенке отпала, гейт готов более, чем наполовину, его можно не отменять: вы существенно ускорите выход в технологии, сразу поставив дома кибернетку, кроме того, сможете построить зилота, который может помешать зергу пробивать ваш блок и, заодно, разведать, какими юнитами он собирается это делать и собирается ли вообще.

Само собой, бывает, что зафотонить не получается: соперник может заранее вывести рабов, а, увидев, что вы ставите пилон, расположить их таким образом, что вы никак не сможете закрыть свою фотонку. В таком случае протоссу остаётся разменять время, которое теряют рабочие зерга, не добывая минералы, на тайминг своего нексуса и один пилон, и просто продолжать играть стандартно через экспанд.

Карта Nimbus – редкий пример, где удобно фотонить зерга за минералами

Допустимые затраты

Как уже было сказано, всегда важно понимать, какой результат и ценой каких вложений вы получаете, и игра через фотонки в этом плане не исключение. KingCobra, опираясь на опыт тысяч сыгранных партий, в своих обучающих видео формулирует тезис так: протосс должен поставить два пилона и три фотонки на натурале, затем можно добавить один пилон и одну фотонку на третьей локации, если зерг попытается её поставить.

Практика показывает, что иногда пилонов бывает не два, а три, или вместо одного пилона вы можете поставить гейт. Тут, впрочем, важны не детали, а принцип: не стоит биться головой в бетонную стену и пытаться любой ценой зафотонить соперника, который раскрыл ваши планы и правильно противодействует, или удерживать блок на стадии, когда у него уже есть средства, чтобы его пробить. Старайтесь не выходить слишком далеко за указанные границы допустимых затрат.

На этом мы заканчиваем первую часть статьи, посвященную тому, как, собственно, фотонить, а в следующем выпуске мы поговорим о том, чего стоит в этой ситуации ждать от зергов, и что, соответственно, нужно делать протоссам, чтобы реализовать полученное преимущество и довести игру до победы.

Участие в Великой Войне[править]

Падение Аиура[править]

Протоссы сыграли ключевую роль в победе над Сверхразумом, так как лишь сильные пси-спобности Неразимов (тёмных тамплиеров) могли причинить ему вред на генном уровне и предотвратить его дальнейшее возрождение. Сначала протоссы избегали участия в войне, предпочитая полностью уничтожать население заражённых планет орбитальной массированной бомбардировкой. Однако, вскоре после заражения зергами колоний Мар Сара и Чау Сара действующий на тот момент исполнитель Тассадар превысил свои полномочия, приняв решение об эвакуации населения колоний перед началом бомбардировки. После этого связь с ним была потеряна, и, как выяснилось позднее, за это время Тассадар связался с тёмными тамплиерами. Он объяснил Конклаву, что уничтожение Мыслителей — единственный путь победы зергов. Но, как выяснилось, обычное оружие не даёт никакого толка — Сверхразум воскресил израненное тело Мыслителя практически на глазах у нападавших на него протоссов. Протоссам пришлось поступиться своими принципами и объединиться с теми, кого давным-давно выгнали — Неразимами. Это дало им возможность победить Сверхразум, однако цена была заплачена очень высокая — 70 % населения Аиура было истреблено, практически вся его поверхность была занята войсками зергов, утратившими контроль Сверхразума, но не менее опасными. Тассадар пожертвовал собой для уничтожения Сверхразума, объединив энергии тёмных и светлых темпларов. «Гантритор», образец мощи флота протоссов, был уничтожен, Конклав был убит практически в полном составе.

Смерть Сверхразума

Выживание[править]

Оставшимся протоссам был нужен новый дом. Решено было отправиться на родину Неразимов — отдалённый мир Шакурас. Часть протоссов была вынуждена остаться на Аиуре, обороняя врата искривления, через которые можно было попасть на Шакурас. Ещё часть осталась на Аиуре по своей воле. По прибытию на Шакурас выяснилось, что зерги уже основали на нём свои колонии. Но это была только часть проблемы. Вскоре прибыла Королева Клинков и объяснила Прелату Зератулу, что Мыслители убитого Сверхразума под предводительством Даггота собираются слиться в новый Сверхразум. На вопрос Зератула, почему протоссы должны доверять Керриган, она ответила, что не хочет вновь попасть под влияние Сверхразума. Для этого ей нужна была помощь тёмных тамплиеров. По приказу Матриарха Зератул согласился помочь, но только после того, как Керриган поможет им очистить Шакурас от зергов. Вместе они находят кристаллы-близнецы Юрай и Кхалис, но, когда они возвращаются в колонию Новый Антиох, выясняется, что Алдарис предал их и организовал открытый мятеж. Силы тёмных тамплиеров разбивают верные Алдарису силы, однако, прежде чем Зератул и молодой Претор Артанис успевают выяснить у Алдариса, зачем он устроил это восстание, появляется Керриган и убивает его. Разгневанный Зератул приказывает ей больше никогда не появляться на Шакурасе, но, прежде чем улететь, Керриган успевает рассказать, что она использовала протоссов для получения единоличной власти над кластерами зергов. Как бы то ни было, на самой планете всё ещё находятся силы зергов, не подконтрольные Королеве Клинков и Зератул и Артанис, проведя древний ритуал с кристаллами Юрай и Кхалис в храме Ксел’Нага очищают Шакурас. Протоссы получают передышку.

Выбираем расу в StarCraft 2

Самый главный критерий выбора расы — это «нравится» или «не нравится». Если тебя раздражают зерги, а все трубят вокруг что зерги всех нагибают это не повод выбирать расу зергов в StarCraf 2, выбирай то, что тебе нравится, иначе всё равно поменяешь расу. Всегда помни, результат есть только тогда, когда тебе нравится то, что ты делаешь, когда играешь за зергов мечтая о протоссах, результата не будет.

Сравнительная таблица поможет в выборе рас в SC2

Привёл основные моменты по каждой рассе, которые помогут увидеть основные отличия и позволят сделать выбор расы в StarCraft 2.

ТерраныПротоссыЗерги
Восстановление ХП юнитовС помощью других юнитов Медивак или КСМСамостяотельно восстанавливаются энергетические поля, ХП не восстанавливается.ХП восстанавливается самостяотельно
Постройка зданийСтроит рабочий, после чего становится свободным для дальнейших заданийРабочий вызывает постройку здания, после чего сразу свободен, а здание строится самостоятельно. Может, к примеру, вызывать 20 зданий за 20 секунд и быть свободным.1 рабочий превращается в здание, после чего рабочего больше нет и надо строить нового.
Количество дозаказа юнитов за еденицу времениКоличество юнитов которых можно одновременно заказать зависит от количества зданий.Количество юнитов которых можно одновременно заказать зависит от количества зданий.За время игры можно наплодить личинок такое количество что можно сделать одновременный дозаказ на все 200 лимита и за пару минут восстановить всю армию.
Скорость постройки юнитовСтандартЕсть БУСТ который ускоряет постройку юнитов или исследование улучшений, грейдов.Стандарт
Сложность управления базой в Макро играхСреднееЛегко (приехал рабочим, настроил зданий и забыл на время постройки)Сложно (надо построянно строить рабочих, тянуть слизь, плодить личинки королевами)
Достоинства АрмииКрутые технологии. Поиграйте разок и поймёте о чём я.Самый сильный воздух, убить опытного протосса с отстроенным воздухом практически нереально.Во главе Сара Керриган:) Шучу это не самое важное:) — Зерги сложная раса, как по мне, но они очень сильны, часто слышу жалобы что в финале чемпионатов одни зерги:)
Скорость управления юнитами и постройками (АПМ)ВысокаяСредняя, благодаря самостроящимся зданиям и другим моментам, протоссам не нуждаются на первых этапах в высоком АПМВысокая

Эффективность зубной нити оказалась преувеличена

Подпись к фото,

Можно ли с уверенностью утверждать, что чистка зубов с помощью нити полезна? Раньше ученые говорили, что да, но теперь — сомневаются…

На протяжении десятилетий стоматологи всего мира советовали использовать для чистки зубов специальную нить, или флосс. Это считалось неотъемлемой частью гигиены полости рта. Но в самом ли деле полезен флосс?

Как следует из результатов исследования, проведенного агентством Ассошиэйтед пресс (AP), твердых доказательств пользы зубной нити нет.

Министерство здравоохранения США в специальном послании отметило, что польза от флосса в прошлом никогда досконально не изучалась, а британский стоматолог, профессор Бирмингемского университета Дэмиан Уолмсли, подтвердил, что имеются лишь слабые свидетельства пользы такой чистки.

Тем не менее во вторник Американская стоматологическая ассоциация (ADA) выступила с заявлением, в котором активно защищает флосс, утверждая, что чистка зубов нитью «является неотъемлемой частью ухода за зубами и деснами».

Почему дантисты полагают, что флосс — это хорошо?

Многие стоматологи говорят, что с помощью нити удаляется зубной налет, застрявшая пища, снижается риск гингивита и прочих заболеваний десен, а также кариеса.

«Чистка между зубов удаляет налет, который может вести к образованию дупел и заболеванию десен на тех участках, куда не достает обычная зубная щетка, — говорится в заявлении ADA. — Доказано, что чистка с помощью флосса удаляет застрявшие между зубов частицы, которые ведут к образованию налета».

На интернет-сайте Национальной системы здравоохранения Великобритании содержится сходный совет: «флосс помогает избежать заболевания десен, удаляя частички пищи и налет из пространства между зубами».

Какими фактами мы располагаем?

Исследования, на которые опирается ADA, по данным AP, устарели и не были достаточно репрезентативными.

Результаты других исследований, проводившихся за последние 10 лет, также показали, что приведенные в них свидетельства в пользу зубной нити — «ненадежны», «весьма низкого качества», а некоторые еще и демонстрируют «среднюю или большую вероятность предвзятости».

Автор фото, PA

Подпись к фото,

У флосса есть свои преимущества, но есть и негативные стороны

А в одном из отчетов за прошлый год даже говорится, что «большинство доступных исследований не в состоянии продемонстрировать, что чистка нитью способна эффективно устранять налет».

«Проблема в том, как получить надежные свидетельства, — поясняет профессор Уолмсли, который также состоит научным консультантом при Британской стоматологической ассоциации. — Все люди разные, а крупные исследования стоят дорого, так что пока мы не можем сказать ни да ни нет. Для этого требуются более детальные исследования».

Когда появились первые рекомендации о применении зубной нити?

ADA начала рекламировать зубную нить еще в 1908 году. Зубная нить была изобретена американским дантистом Леви Спиром Пармли еще в начале 1800-х, а первый флосс был запатентован в 1874 году, когда многие дантисты уже рекомендовали его своим клиентам.

В настоящее время в США исследования и оценка эффективности зубной нити осуществляются на деньги и под руководством ее изготовителей. Два крупнейших производителя флосса — компании Procter & Gamble и Johnson & Johnson — дружно утверждают, что их продукт помогает избавиться от налета.

Однако по данным AP, результаты исследований, на которые опиралась Procter & Gamble, в 2011 году были дискредитированы. А Johnson & Johnson отказалась давать комментарии агентству, когда ей предъявили результаты, противоречившие ее утверждениям.

Автор фото, AP

Подпись к фото,

Неправильная чистка может повредить зубы и десны

Вредно?

При неправильной чистке нитью, свидетельствуют результаты последнего исследования, есть опасность повредить зубы, десны или пломбы, а также иные конструкции, возведенные у вас во рту дантистами.

Есть даже опасность того, что при использовании флосса в кровь могут попасть болезнетворные бактерии, что грозит заражением.

Или всетаки полезно?

Однако даже скептики признают, что чистка пространства между зубами полезна. Правда, голландский автор исследования признался, что сам он пользуется для этих целей зубочисткой.

«Лучше всего для чистки пространства между зубами — там, где позволяет место, — подходят специальные щеточки, — говорится в официальном заявлении Британской стоматологической ассоциации. — Флосс не имеет большого смысла, его нужно применять, только если щеточка не проходит между зубами или может причинить боль или повреждения».

Так использовать нить или нет?

Стоматолог Тим Иафолла из Национального института здравоохранения США считает, что, строго говоря, «следовало бы отказаться от рекомендаций по использованию флосса» на государственном уровне.

При этом он лично советует все-таки пользоваться нитью для чистки зубов.

«Риска в этом немного, стоит это недорого, мы знаем, что это может помочь, поэтому мы говорим: продолжайте», — подводит итог Иафолла.

А что думают в других странах?

Некоторые страны продолжают рекомендовать зубную нить. Так, министерство здравоохранения Аргентины призывает граждан «чистить пространство между зубами флоссом или схожим продуктом».

А Ассоциация стоматологов Австралии полагает, что все люди, начиная с 11 лет, обязаны использовать нить для чистки зубов.

«Флосс — это обязательная составная часть ухода за зубами и деснами, а не просто приятное дополнение», — гласит австралийская брошюра.

Photon | Быстрый старт | Частица

Комплектация

Ваш новый Фотон! Обратите внимание, что многие изображенные компоненты будут включены только в том случае, если вы приобрели Photon Kit.

Поздравляем с приобретением нового устройства для обработки частиц! Идите и откройте коробку. Вы можете увидеть различные надстройки набора и, если хотите, ознакомиться с таблицей данных Photon!

Если у вас есть кнопка Интернета, прочтите этот раздел, чтобы начать работу и подключить свое устройство, затем перейдите к руководству по кнопке Интернета для получения более подробной информации.

Давайте быстро пройдемся по тому, что вы видите.

Что на нем?

Модуль Wi-Fi

Вероятно, поэтому вы купили свое устройство — модуль Wi-Fi позволяет вашему Photonу связываться с Интернетом. Он подключает ваше устройство к Интернету так же, как ваш смартфон может подключаться к сети Wi-Fi. Не нажимайте на модуль Фотона. Это вызывает сброс, что, как правило, не очень хорошо для Photon.

Микроконтроллер

Микроконтроллер — это мозг вашего устройства.Он запускает ваше программное обеспечение и сообщает вашему прототипу, что делать. В отличие от вашего компьютера, он может запускать только одно приложение (часто называемое прошивкой или встроенным приложением ). Это приложение может быть простым (всего несколько строк кода) или очень сложным, в зависимости от того, что вы хотите сделать. Микроконтроллер взаимодействует с внешним миром с помощью контактов.

Контакты

Контакты — это входная и выходная части микроконтроллера, которые расположены по бокам вашего устройства.Контакты GPIO могут быть подключены к датчикам или кнопкам, чтобы слушать мир, или их можно подключить к источникам света и зуммерам, чтобы воздействовать на мир. Есть также контакты, которые позволяют вам питать ваше устройство или приводить в действие двигатели и выходы за пределами вашего устройства. Есть контакты для последовательной связи / UART и контакт для сброса настроек вашего устройства.

Кнопки и светодиоды

На вашем Photon есть несколько замечательных кнопок и светодиодов, которые упрощают его использование.

Кнопка «НАСТРОЙКА» находится слева, а кнопка «СБРОС» — справа.Вы можете использовать эти кнопки, чтобы помочь вам установить режим вашего устройства. Светодиод RGB находится в центре вашего Photon, над модулем. Цвет светодиода RGB сообщает вам, в каком режиме сейчас находится ваш Photon. Светодиод D7 находится рядом с контактом D7 на вашем Photon, в верхнем правом квадранте. Этот светодиод загорится, когда вывод D7 установлен на ВЫСОКИЙ.

  • Программное обеспечение
    • Мобильное приложение для частиц — iPhone | Android
    • Примечание. Мы настоятельно рекомендуем использовать мобильное приложение при первой настройке.
  • Аппаратное обеспечение
    • Ваше устройство Particle, новое и готовое к работе!
    • Кабель USB — micro USB
    • Источник питания для USB-кабеля (например, компьютер, USB-аккумулятор или блок питания)
    • Ваш iPhone, Android или Windows-смартфон
  • Настройки Wi-Fi
    • Маршрутизатор с поддержкой 2,4 ГГц
    • Каналы 1-11
    • Шифрование WPA / WPA2
    • В широковещательной сети SSID
    • Не за аппаратным брандмауэром или корпоративной сетью
    • Примечание. Мы не рекомендуем использовать настройки WEP Wi-Fi из соображений безопасности.
  • Опыт
    • Нет! Это ваш первый проект.

Подключите ваш Photon

В этом примере мы впервые подключим ваше устройство к Интернету. Затем мы мигаем светодиодом D7 на вашем устройстве с помощью вашего смартфона.

Шаг 1. Включите устройство

Подключите кабель USB к источнику питания. (Ваш компьютер идеально подходит для этой цели.) Вашему устройству Particle не нужен компьютер для подключения к Wi-Fi. Вы можете так же легко подключить свое устройство к блоку питания, защитному экрану аккумулятора или другому источнику питания, подключенному к контакту VIN.

Как только оно будет подключено, светодиод RGB на вашем устройстве должен начать мигать синим цветом.

Если ваше устройство не мигает синим, нажмите и удерживайте кнопку SETUP.

Шаг 2а. Подключите Photon к Интернету с помощью веб-приложения настройки.

  • Перейдите к setup.particle.io
  • Нажмите Настроить Photon
  • После нажатия NEXT вам должен быть представлен файл (photonsetup.html)
  • Открыть файл

После открытия файла:

  • Шаг 5 Подключите ваш компьютер к Photon, подключившись к сети с именем PHOTON -...
  • Шаг 6 Настройте учетные данные Wi-Fi

Примечание. Если вы ошиблись при вводе учетных данных, Photon будет мигать темно-синим или зеленым цветом.Вам нужно повторить процесс снова (обновив страницу или щелкнув часть процесса повтора) <

  • Шаг 7 Переименуйте устройство. Вы также увидите подтверждение, было ли заявлено устройство
  • или нет.

Примечание. Убедитесь, что ваш Photon не является частью продукта, прежде чем заявлять о нем

Почему отдельный файл?

Мы очень заботимся о безопасности и хотим быть уверены, что все, что вы делаете, безопасно. Загрузка локального файла гарантирует, что учетные данные будут отправлены непосредственно в Photon без каких-либо шансов быть перехваченными.

Шаг 2b: Подключите Photon к Интернету с помощью смартфона

Откройте приложение на своем телефоне. Войдите или зарегистрируйте учетную запись в Particle, если у вас ее нет.

Нажмите значок плюса и выберите устройство, которое хотите добавить. Затем следуйте инструкциям на экране, чтобы подключить устройство к Wi-Fi. Ваше устройство запоминает до 5 сетей Wi-Fi и автоматически подключится к ним, если сможет их найти.

Это может занять некоторое время, но не волнуйтесь.

После того, как вы подключили свое устройство, оно узнало эту сеть. Ваше устройство может хранить до пяти сетей. Чтобы добавить новую сеть после первоначальной настройки, вы должны снова перевести устройство в режим прослушивания и действовать, как указано выше (часть запроса можно пропустить). Если вам кажется, что на вашем устройстве слишком много сетей, вы можете стереть память устройства обо всех обнаруженных им сетях Wi-Fi. Вы можете сделать это, продолжая удерживать кнопку SETUP в течение 10 секунд, пока светодиод RGB не начнет быстро мигать синим, показывая, что все профили были удалены.

Шаг 3: Мигает светодиодом!

Приложение Particle теперь должно появиться на экране, как показано ниже.

Как вы можете видеть на своем смартфоне, кружки представляют собой разные контакты на вашем устройстве. Если вы нажмете на эти круги, вы увидите, что функции Tinker доступны для связанных контактов.

Мы могли бы использовать Tinker и приложение для смартфона, чтобы разговаривать с любым контактом на вашем устройстве. Если у вас есть зуммер, светодиод, датчик и т. Д., Вы можете взаимодействовать с ними с помощью Tinker на своем телефоне.Но поскольку я знаю, что вы очень хотите начать, давайте воспользуемся светодиодом, уже имеющимся на вашем устройстве.

Вывод D7 уже подключен к маленькому синему светодиоду на лицевой стороне вашего устройства. Когда вы устанавливаете высокий уровень питания на выводе D7, этот светодиод включается. Давай сделаем это сейчас.

Нажмите D7 , затем digitalWrite во всплывающем окне. Теперь, когда вы касаетесь круга D7, крошечный синий светодиод должен выключаться или включаться!

Поздравляем, вы только что мигнули светодиодом через Интернет, используя свое устройство Particle!

Чтобы попробовать другие примеры оборудования, посетите примеры оборудования.

Производство фотона | HowStuffWorks

Есть много разных способов производства фотонов, но все они используют один и тот же механизм внутри атома. Этот механизм включает возбуждение электронов, вращающихся вокруг ядра каждого атома. Как работает ядерное излучение, довольно подробно описаны протоны, нейтроны и электроны. Например, атомы водорода имеют один электрон, вращающийся вокруг ядра. У атомов гелия есть два электрона, вращающихся вокруг ядра. Атомы алюминия имеют 13 электронов, вращающихся вокруг ядра.Каждый атом имеет определенное количество электронов, перемещающихся вокруг его ядра.

Электроны вращаются вокруг ядра по фиксированным орбитам — упрощенный способ думать об этом — представить, как спутники вращаются вокруг Земли. Существует огромное количество теорий вокруг электронных орбиталей, но для понимания света необходимо понять только один ключевой факт: у электрона есть естественная орбита, которую он занимает, но если вы активируете атом, вы можете переместить его электроны на более высокие орбитали. Фотон образуется всякий раз, когда электрон на орбите выше нормальной возвращается на свою нормальную орбиту.Во время перехода от высокой энергии к нормальной, электрон испускает фотон — пакет энергии — с очень специфическими характеристиками. Фотон имеет частоту или цвет, которые точно соответствуют расстоянию, на которое падает электрон.

Это явление хорошо видно в газоразрядных лампах. Люминесцентные лампы, неоновые вывески и натриевые лампы являются распространенными примерами этого вида электрического освещения, при котором электрический ток пропускается через газ, заставляя газ излучать свет. Цвета газоразрядных ламп широко варьируются в зависимости от типа газа и конструкции лампы.

Например, вдоль автомагистралей и на парковках часто можно увидеть натриевые лампы. Вы можете отличить свет паров натрия, потому что он действительно желтый, когда вы смотрите на него. Свет паров натрия возбуждает атомы натрия для генерации фотонов. У атома натрия 11 электронов, и из-за того, как они расположены на орбиталях, один из этих электронов, скорее всего, будет принимать и излучать энергию. Энергетические пакеты, которые, скорее всего, испускает этот электрон, падают примерно на длине волны 590 нанометров.Эта длина волны соответствует желтому свету. Если вы пропустите натриевый свет через призму, вы не увидите радугу — вы увидите пару желтых линий.

Калькулятор энергии фотона

С помощью этого калькулятора энергии фотона вы можете исследовать взаимосвязь между длиной волны и частотой фотона и его энергией. Прочтите текст ниже, чтобы узнать, как вычислить энергию фотона и каково уравнение Планка.

Уравнение Планка

Нам кажется, что свет имеет волнистый характер.Он дифрагирует, мешает и преломляет. Однако на микроскопическом уровне его переносит крошечный квант энергии, называемый фотоном. Энергия фотона зависит исключительно от его длины волны или частоты. Поскольку свет распространяется со скоростью света, мы можем использовать любую частоту длины волны для его описания. Вы можете воспользоваться калькулятором длины волны, чтобы изучить взаимосвязь между длиной волны и частотой.

Возвращаясь к фотонам, какова их энергия? Энергия одиночного фотона — это крошечное число, заданное уравнением Планка.Уравнение Планка связывает частоту фотона с его энергией через постоянную Планка h, равную

.

h = 6,6261 × 10 −34 Дж * с

Постоянная Планка выражается в единицах (энергия) * (время) , и вы можете думать об этом как о коэффициенте преобразования энергии в частоты.

Как рассчитать энергию фотона

Уравнение Планка —

E = h * c / λ = h * f ,

где

  • E — энергия фотона
  • h — постоянная Планка,
  • c — скорость света,
  • λ — длина волны фотона,
  • f — частота фотона.

Это уравнение дает нам энергию одного неделимого кванта света, и мы можем думать о свете как о совокупности частиц. Обратное тоже верно. Мы можем думать об обычных частицах, таких как электроны, как о волнах. Проверьте калькулятор длины волны Де Бройля, чтобы узнать больше об этой концепции.

Счетчик энергии фотона

Энергия одиночного фотона — небольшое число, потому что постоянная Планка смехотворно мала. Энергия одиночного фотона зеленого света с длиной волны 520 нм имеет энергию 2.38 эВ . Вы можете использовать калькулятор энергии фотона для дальнейшего изучения взаимосвязи между энергией фотона и его частотой или длиной волны.

Энергии фотонов и электромагнитный спектр

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните взаимосвязь между энергией фотона в джоулях или электрон-вольтах и ​​его длиной волны или частотой.
  • Рассчитайте количество фотонов в секунду, излучаемых монохроматическим источником определенной длины волны и мощности.

Ионизирующее излучение

Фотон — это квант электромагнитного излучения. Его энергия равна E = hf и связана с частотой f и длиной волны λ излучения соотношением

.

[латекс] \ displaystyle {E} = hf = \ frac {hc} {\ lambda} \ text {(энергия фотона)} \\ [/ latex],

, где E — энергия одиночного фотона, а c — скорость света. При работе с небольшими системами часто бывает полезна энергия в эВ.Обратите внимание, что постоянная Планка в этих единицах равна ч = 4,14 × 10 −15 эВ · с.

Поскольку многие длины волн указаны в нанометрах (нм), также полезно знать, что hc = 1240 эВ · нм.

Это немного упростит многие вычисления.

Все электромагнитное излучение состоит из фотонов. На рисунке 1 показаны различные части спектра электромагнитного излучения в зависимости от длины волны, частоты и энергии фотонов. Ранее в этой книге характеристики фотонов упоминались при обсуждении некоторых характеристик УФ, рентгеновских лучей и γ лучей, первые из которых начинаются с частот чуть выше фиолетового в видимом спектре.Было отмечено, что эти типы электромагнитного излучения имеют характеристики, сильно отличающиеся от характеристик видимого света. Теперь мы можем видеть, что такие свойства возникают из-за того, что энергия фотонов больше на высоких частотах.

Рис. 1. ЭМ-спектр, показывающий основные категории как функцию энергии фотонов в эВ, а также длины волны и частоты. Некоторые характеристики электромагнитного излучения напрямую связаны только с энергией фотонов.

Таблица 1. Типичные энергии для субмикроскопических эффектов (только порядок величины)
Энергии вращения молекул 10 -5 эВ
Колебательные энергии молекул 0.1 эВ
Энергия между внешними электронными оболочками в атомах 1 эВ
Энергия связи слабосвязанной молекулы 1 эВ
Энергия красного света 2 эВ
Энергия связи прочно связанной молекулы 10 эВ
Энергия ионизации атома или молекулы от 10 до 1000 эВ

Фотоны действуют как отдельные кванты и взаимодействуют с отдельными электронами, атомами, молекулами и т. Д.Таким образом, энергия, которую несет фотон, имеет решающее значение для эффектов, которые он оказывает. В таблице 1 приведены типичные субмикроскопические энергии в эВ. Когда мы сравниваем энергии фотонов из электромагнитного спектра на рисунке 1 с энергиями в таблице, мы можем видеть, как эффекты меняются в зависимости от типа электромагнитного излучения.

Рис. 2. Одно из первых рентгеновских снимков, сделанных самим Рентгеном. Рука принадлежит его жене Берте Рентген. (Источник: Вильгельм Конрад Рентген, через Wikimedia Commons)

Гамма-лучи , форма ядерного и космического электромагнитного излучения, могут иметь самые высокие частоты и, следовательно, самые высокие энергии фотонов в электромагнитном спектре.Например, фотон луча γ с f = 10 21 Гц имеет энергию E = hf = 6,63 × 10 −13 Дж = 4,14 МэВ. Этой энергии достаточно для ионизации тысяч атомов и молекул, поскольку на ионизацию требуется всего от 10 до 1000 эВ. Фактически, γ лучи являются одним из типов ионизирующего излучения , так же как рентгеновские лучи и УФ, потому что они вызывают ионизацию в материалах, которые их поглощают. Поскольку может быть произведена такая большая ионизация, одиночный фотон γ -луча может нанести значительный ущерб биологической ткани, убивая клетки или нарушая их способность к правильному воспроизведению.Когда воспроизводство клеток нарушается, результатом может быть рак, один из известных эффектов воздействия ионизирующего излучения. Поскольку раковые клетки быстро размножаются, они исключительно чувствительны к разрушению, вызываемому ионизирующим излучением. Это означает, что ионизирующее излучение имеет положительное значение при лечении рака, а также создает риск его возникновения.

Высокая энергия фотонов также позволяет γ лучам проникать в материалы, поскольку столкновение с одиночным атомом или молекулой вряд ли поглотит всю энергию γ луча.Это может сделать γ лучей полезными в качестве зонда, и они иногда используются в медицинской визуализации. Рентгеновские лучи , как вы можете видеть на рисунке 1, перекрываются с низкочастотным концом диапазона лучей γ, . Поскольку рентгеновские лучи имеют энергию кэВ и выше, отдельные рентгеновские фотоны также могут вызывать большую ионизацию. При более низких энергиях фотонов рентгеновские лучи не так проникают, как лучи γ, и немного менее опасны. Рентгеновские лучи идеальны для медицинской визуализации, их наиболее распространенное использование и факт, который был признан сразу после их открытия в 1895 году немецким физиком В.К. Рентген (1845–1923). (См. Рис. 2.) В течение одного года после их открытия рентгеновские лучи (в то время называемые рентгеновскими лучами) стали использоваться для медицинской диагностики. Рентген получил Нобелевскую премию 1901 года за открытие рентгеновских лучей.

Установление соединений: сохранение энергии

И снова мы обнаруживаем, что сохранение энергии позволяет нам рассматривать начальную и конечную формы, которые принимает энергия, без необходимости делать подробные вычисления промежуточных этапов. Пример 1 решается путем рассмотрения только начальной и конечной форм энергии.

Рис. 3. Рентгеновские лучи образуются, когда энергичные электроны попадают на медный анод этой электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Электроны (показаны здесь как отдельные частицы) индивидуально взаимодействуют с материалом, на который они ударяются, иногда производя фотоны электромагнитного излучения.

В то время как γ лучи возникают при распаде ядра, рентгеновские лучи образуются в процессе, показанном на рисунке 3. Электроны, выбрасываемые тепловым возбуждением из горячей нити накала в вакуумной трубке, ускоряются с помощью высокого напряжения, получая кинетическую энергию от электрического потенциала. энергия.Когда они ударяются об анод, электроны преобразуют свою кинетическую энергию в различные формы, включая тепловую. Но поскольку ускоренный заряд излучает электромагнитные волны, и поскольку электроны действуют индивидуально, также возникают фотоны. Некоторые из этих рентгеновских фотонов получают кинетическую энергию электрона. Ускоренные электроны возникают на катоде, поэтому такая трубка называется электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), и различные их версии встречаются в старых телевизорах и экранах компьютеров, а также в рентгеновских аппаратах.

Пример 1. Энергия рентгеновских фотонов и напряжение рентгеновской трубки

Найдите максимальную энергию в эВ рентгеновского фотона, создаваемого электронами, ускоренными через разность потенциалов 50,0 кВ в ЭЛТ, подобном изображенному на рисунке 3.

Стратегия

Электроны могут отдать всю свою кинетическую энергию одному фотону, когда они ударяются об анод ЭЛТ. (Это что-то вроде фотоэлектрического эффекта в обратном направлении.) Кинетическая энергия электрона возникает из электрической потенциальной энергии.Таким образом, мы можем просто приравнять максимальную энергию фотона к электрической потенциальной энергии, то есть hf = qV. (Нам не нужно рассчитывать каждый шаг от начала до конца, если мы знаем, что вся начальная энергия qV преобразуется в окончательную форму hf.)

Решение

Максимальная энергия фотона составляет hf = qV , где q — заряд электрона, а V — ускоряющее напряжение. Таким образом, hf = (1,60 × 10 −19 C) (50,0 × 10 3 В).3 \ right) \ left (1 \ text {eV} \ right) = 50.0 \ text {keV} \\ [/ latex]

Обсуждение

Этот пример дает результат, который можно применить ко многим аналогичным ситуациям. Если вы ускоряете одиночный элементарный заряд, например, у электрона, с помощью потенциала, выраженного в вольтах, то его энергия в эВ имеет такое же числовое значение. Таким образом, потенциал 50,0 кВ генерирует электроны с энергией 50,0 кэВ, которые, в свою очередь, могут производить фотоны с максимальной энергией 50 кэВ. Точно так же потенциал 100 кВ в рентгеновской трубке может генерировать рентгеновские фотоны с энергией до 100 кэВ.Многие рентгеновские трубки имеют регулируемое напряжение, так что могут генерироваться рентгеновские лучи разной энергии с разной энергией и, следовательно, с разной способностью проникновения.

Рис. 4. Спектр рентгеновского излучения, полученный при ударе энергичных электронов о материал. Плавная часть спектра — это тормозное излучение, а пики характерны для материала анода. Оба являются атомными процессами, которые производят энергичные фотоны, известные как рентгеновские фотоны.

На рис. 4 показан спектр рентгеновских лучей, полученных от рентгеновской трубки.У этого спектра есть две отличительные особенности. Во-первых, плавное распределение является результатом замедления электронов в материале анода. Подобная кривая получается путем регистрации большого количества фотонов, и очевидно, что максимальная энергия маловероятна. Этот процесс замедления производит излучение, которое называется тормозным излучением (по-немецки тормозное излучение ). Вторая особенность — наличие резких пиков в спектре; они называются характеристическими рентгеновскими лучами , поскольку они характерны для материала анода.Характерные рентгеновские лучи исходят от атомных возбуждений, уникальных для данного типа анодного материала. Они похожи на линии в атомных спектрах, подразумевая, что уровни энергии атомов квантованы. Такие явления, как дискретные атомные спектры и характеристические рентгеновские лучи, более подробно исследуются в атомной физике.

Ультрафиолетовое излучение (приблизительно от 4 до 300 эВ) перекрывается с нижним пределом энергетического диапазона рентгеновских лучей, но УФ обычно имеет меньшую энергию. УФ-излучение возникает из-за снятия возбуждения с атомов, которые могут быть частью горячего твердого тела или газа.Этим атомам может быть передана энергия, которую они позже высвобождают в виде ультрафиолета в результате многочисленных процессов, включая электрический разряд, ядерный взрыв, тепловое возбуждение и воздействие рентгеновских лучей. УФ-фотон обладает достаточной энергией для ионизации атомов и молекул, что отличает его эффекты от эффектов видимого света. Таким образом, УФ-излучение имеет некоторые из тех же биологических эффектов, что и γ, лучи и рентгеновские лучи. Например, он может вызвать рак кожи и используется в качестве стерилизатора. Основное различие состоит в том, что для нарушения воспроизводства клеток или уничтожения бактерии требуется несколько УФ-фотонов, тогда как одиночные γ -лучевые и рентгеновские фотоны могут нанести такой же ущерб.Но поскольку у УФ-излучения есть энергия для изменения молекул, он может делать то, что не может видеть видимый свет. Одним из полезных аспектов УФ-излучения является то, что оно запускает выработку витамина D в коже, тогда как видимый свет имеет недостаточную энергию на фотон, чтобы изменить молекулы, которые запускают это производство. Детская желтуха лечится путем воздействия на ребенка ультрафиолетового излучения (с защитой глаз), называемого фототерапией, положительные эффекты которой, как полагают, связаны с ее способностью предотвращать накопление потенциально токсичного билирубина в крови.

Пример 2. Энергия фотонов и эффекты для УФ

Коротковолновое УФ-излучение иногда называют вакуумным УФ-излучением, поскольку оно сильно поглощается воздухом и должно изучаться в вакууме. Вычислите энергию фотона в эВ для УФ-излучения в вакууме 100 нм и оцените количество молекул, которые он может ионизировать или разрушить.

Стратегия

Используя уравнение E = hf и соответствующие константы, мы можем найти энергию фотона и сравнить ее с информацией об энергии в Таблице 1.

Решение

Энергия фотона определяется как

.

[латекс] E = hf = \ frac {hc} {\ lambda} \\ [/ latex].

Используя hc = 1240 эВ · нм, находим

[латекс] E = hf = \ frac {hc} {\ lambda} = \ frac {1240 \ text {eV} \ cdot \ text {nm}} {100 \ text {nm}} = 12,4 \ text {eV} \\[/латекс].

Обсуждение

Согласно Таблице 1, эта энергия фотона может быть способна ионизировать атом или молекулу, и это примерно то, что необходимо для разрушения прочно связанной молекулы, поскольку они связаны примерно 10 эВ.Эта энергия фотона может разрушить около дюжины слабосвязанных молекул. Из-за своей высокой энергии фотонов УФ разрушает атомы и молекулы, с которыми взаимодействует. Одним из хороших последствий является то, что все ультрафиолетовое излучение, кроме самого длинноволнового, сильно поглощается и легко блокируется солнцезащитными очками. Фактически, большая часть солнечного УФ-излучения поглощается тонким слоем озона в верхних слоях атмосферы, защищая чувствительные организмы на Земле. Ущерб нашему озоновому слою из-за добавления таких химикатов, как ХФУ, снизил для нас эту защиту.

Видимый свет

Диапазон энергий фотонов для видимого света от красного до фиолетового составляет 1,63–3,26 эВ, соответственно (оставлено для проверки в задачах и упражнениях этой главы). Эти энергии порядка энергий между внешними электронными оболочками в атомах и молекулах. Это означает, что эти фотоны могут поглощаться атомами и молекулами. Одиночный фотон может фактически стимулировать сетчатку, например, изменяя молекулу рецептора, которая затем запускает нервный импульс.Фотоны могут поглощаться или испускаться только атомами и молекулами, которые имеют для этого точный шаг квантования энергии. Например, если красный фотон с частотой f встречает молекулу, имеющую энергетический шаг Δ E , равный hf , то фотон может быть поглощен. Фиолетовые цветы поглощают красный цвет и отражают фиолетовый; это означает, что в рецепторной молекуле нет энергетического шага между уровнями, равного энергии фиолетового фотона, но есть энергетический шаг для красного.

Рис. 5. Почему красный, желтый и зеленый блекнут раньше синего и фиолетового под воздействием солнечных лучей, как на этом плакате? Ответ связан с энергией фотона. (Источник: Деб Коллинз, Flickr)

Есть некоторые заметные различия в характеристиках света между двумя краями видимого спектра, которые связаны с энергиями фотонов. Красный свет имеет недостаточную энергию фотонов для экспонирования большинства черно-белых пленок, поэтому он используется для освещения темных комнат, где такая пленка проявляется.Поскольку фиолетовый свет имеет более высокую энергию фотонов, красители, поглощающие фиолетовый, имеют тенденцию блекнуть быстрее, чем те, которые этого не делают. (См. Рис. 5.) Взгляните на несколько выцветших цветных плакатов на витрине магазина, и вы заметите, что синий и фиолетовый блекнут последними. Это связано с тем, что другие красители, такие как красный и зеленый, поглощают синие и фиолетовые фотоны, более высокие энергии которых разрушают их слабосвязанные молекулы. (Сложные молекулы, такие как красители и ДНК, как правило, слабо связаны.) Синие и фиолетовые красители отражают эти цвета и, следовательно, не поглощают эти более энергичные фотоны, что приводит к меньшему повреждению молекул.

Прозрачные материалы, такие как некоторые очки, не поглощают видимый свет, потому что в атомах или молекулах нет ступени энергии, которая могла бы поглощать свет. Поскольку отдельные фотоны взаимодействуют с отдельными атомами, практически невозможно одновременно поглотить два фотона для достижения большого энергетического скачка. Из-за более низкой энергии фотонов видимый свет может иногда проходить через многие километры вещества, в то время как более высокие частоты, такие как УФ, рентгеновские лучи и лучи γ, поглощаются, потому что они обладают достаточной энергией фотонов для ионизации материала.

Пример 3. Сколько фотонов в секунду производит обычная лампочка?

Предполагая, что 10,0% выходной энергии лампочки мощностью 100 Вт находится в видимом диапазоне (типичном для ламп накаливания) со средней длиной волны 580 нм, рассчитайте количество видимых фотонов, излучаемых в секунду.

Стратегия

Мощность — это энергия в единицу времени, поэтому, если мы можем найти энергию, приходящуюся на один фотон, мы можем определить количество фотонов в секунду. Лучше всего это делать в джоулях, поскольку мощность указывается в ваттах, то есть джоулях в секунду.{19} \ text {photon / s} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это невероятное количество фотонов в секунду является подтверждением того, что отдельные фотоны незначительны в обычном человеческом опыте. Это также проверка принципа соответствия — в макроскопическом масштабе квантование становится по существу непрерывным или классическим. Наконец, лампочка мощностью 100 Вт излучает так много фотонов, что их можно увидеть невооруженным глазом за много километров.

Фотоны с более низкой энергией

Инфракрасное излучение (ИК) имеет даже более низкую энергию фотонов, чем видимый свет, и не может существенно изменять атомы и молекулы.ИК-излучение может поглощаться и излучаться атомами и молекулами, особенно между близко расположенными состояниями. ИК-излучение чрезвычайно сильно поглощается водой, например, потому что молекулы воды имеют много состояний, разделенных энергиями порядка от 10 −5 эВ до 10 −2 эВ, в пределах инфракрасного и микроволнового диапазонов энергии. Вот почему в инфракрасном диапазоне кожа почти черная, как уголь, с коэффициентом излучения около 1 — в коже есть много состояний молекул воды, которые могут поглощать большой диапазон энергий инфракрасных фотонов.Не все молекулы обладают этим свойством. Например, воздух почти прозрачен для многих инфракрасных частот.

Микроволны — это самые высокие частоты, которые могут быть созданы электронными схемами, хотя они также производятся естественным путем. Таким образом, микроволны похожи на инфракрасные, но не достигают высоких частот. В воде и других молекулах есть состояния, которые имеют ту же частоту и энергию, что и микроволны, обычно около 10 -5 эВ. Это одна из причин, по которой пища поглощает микроволны сильнее, чем многие другие материалы, что делает микроволновые печи эффективным способом передачи энергии непосредственно в пищу.

Энергия фотонов как для инфракрасного, так и для микроволн настолько низка, что огромное количество фотонов участвует в любой значительной передаче энергии инфракрасным или микроволнами (например, согревание с помощью нагревательной лампы или приготовление пиццы в микроволновой печи). Видимый свет, ИК, микроволны и все более низкие частоты не могут вызвать ионизацию одиночными фотонами и обычно не имеют опасностей, связанных с более высокими частотами. Когда видимое, инфракрасное или микроволновое излучение является опасным, например, индукция катаракты микроволнами, опасность возникает из-за огромного количества фотонов, действующих вместе (а не из-за скопления фотонов, например стерилизации слабым ультрафиолетом).Отрицательные эффекты видимого, инфракрасного или микроволнового излучения могут быть тепловыми эффектами, которые могут быть вызваны любым источником тепла. Но одно отличие состоит в том, что при очень высокой напряженности сильные электрические и магнитные поля могут создаваться фотонами, действующими вместе. Такие электромагнитные поля (ЭМП) действительно могут ионизировать материалы.

Предупреждение о заблуждении: высоковольтные линии электропередач

Хотя некоторые люди думают, что проживание рядом с высоковольтными линиями электропередач опасно для здоровья, продолжающиеся исследования эффектов переходного поля, создаваемого этими линиями, показывают, что их сила недостаточна для причинения ущерба.Демографические исследования также не показывают значительной корреляции вредных воздействий с высоковольтными линиями электропередач. Американское физическое общество более 10 лет назад выпустило отчет о полях в линиях электропередач, в котором был сделан вывод о том, что научная литература и обзоры панелей не показывают последовательной, существенной связи между раком и полями линий электропередач. Они также считали, что «отвлечение ресурсов на устранение угрозы, не имеющей убедительной научной основы, вызывает беспокойство».

Практически невозможно обнаружить отдельные фотоны с частотами ниже микроволновых из-за их низкой энергии фотонов.Но фотоны есть. Непрерывную электромагнитную волну можно смоделировать как фотоны. На низких частотах электромагнитные волны обычно рассматриваются как изменяющиеся во времени и положении электрические и магнитные поля без заметного квантования. Это еще один пример принципа соответствия в ситуациях с огромным количеством фотонов.

Исследования PhET: Color Vision

Сделайте целую радугу, смешав красный, зеленый и синий свет. Измените длину волны монохроматического луча или отфильтруйте белый свет.Посмотрите на свет как на сплошной луч или на отдельные фотоны.

Щелкните, чтобы запустить моделирование.

Сводка раздела

  • Энергия фотона отвечает за многие характеристики электромагнитного излучения, особенно это заметно на высоких частотах.
  • Фотоны имеют как волновые, так и частичные характеристики.

Концептуальные вопросы

  1. Почему УФ, рентгеновские лучи и γ лучи называются ионизирующим излучением?
  2. Как обработка пищи ионизирующим излучением может предотвратить ее порчу? УФ не очень проникает.Что еще можно было использовать?
  3. Некоторые телевизионные лампы являются ЭЛТ. Они используют ускоряющий потенциал примерно 30 кВ для отправки электронов на экран, где электроны стимулируют люминофоры, чтобы излучать свет, который формирует изображения, которые мы смотрим. Вы ожидаете, что будут созданы и рентгеновские лучи?
  4. В соляриях используется «безопасное» УФ-излучение с большей длиной волны, чем некоторые из УФ-лучей при солнечном свете. У этого «безопасного» ультрафиолета достаточно энергии фотонов, чтобы запустить механизм загара. Может ли он вызвать повреждение клеток и вызвать рак при длительном воздействии?
  5. Ваши зрачки расширяются при уменьшении интенсивности видимого света.Ношение солнцезащитных очков без УФ-блокаторов увеличивает или снижает УФ-опасность для ваших глаз? Объяснять.
  6. Можно было почувствовать передачу тепла в виде инфракрасного излучения от большой ядерной бомбы, взорванной в атмосфере в 75 км от вас. Однако ни одно из обильно испускаемых рентгеновских лучей или [латексных] \ гамма \\ [/ латексных] лучей не достигает вас. Объяснять.
  7. Может ли один микроволновый фотон вызвать повреждение клеток? Объяснять.
  8. В рентгеновской трубке максимальная энергия фотона равна hf = qV .Было бы технически правильнее сказать: hf = qV + BE, где BE — энергия связи электронов в аноде мишени? Почему энергия не указана так?

Задачи и упражнения

  1. Какова энергия в джоулях и эВ у фотона в радиоволне от AM-станции с частотой вещания 1530 кГц?
  2. (a) Найдите энергию в джоулях и эВ фотонов в радиоволнах от FM-станции с частотой вещания 90,0 МГц.б) Что это означает о количестве фотонов в секунду, которое радиостанция должна транслировать?
  3. Рассчитайте частоту в герцах γ-кванта с энергией 1,00 МэВ.
  4. (а) Какова длина волны фотона с энергией 1,00 эВ? (б) Найдите его частоту в герцах. (c) Определите тип электромагнитного излучения.
  5. Сделайте необходимые преобразования единиц, чтобы показать, что hc = 1240 эВ · нм, как указано в тексте.
  6. Подтвердите утверждение в тексте, что диапазон энергий фотонов для видимого света равен 1.От 63 до 3,26 эВ, учитывая, что диапазон видимых длин волн составляет от 380 до 760 нм.
  7. (a) Вычислите энергию в эВ инфракрасного фотона с частотой 2,00 × 10 13 Гц. (б) Сколько из этих фотонов необходимо одновременно поглотить прочно связанной молекулой, чтобы разорвать ее на части? (c) Какова энергия в эВ луча γ с частотой 3,00 × 10 20 Гц? (d) Сколько прочно связанных молекул может развалиться на части при помощи одного такого γ-кванта?
  8. Докажите, что с точностью до трех цифр h = 4.14 × 10 −15 эВ · с, как указано в тексте.
  9. (a) Какова максимальная энергия в эВ фотонов, производимых ЭЛТ с ускоряющим потенциалом 25,0 кВ, например цветным телевизором? б) Какова их частота?
  10. Каково ускоряющее напряжение рентгеновской трубки, излучающей рентгеновские лучи с самой короткой длиной волны 0,0103 нм?
  11. (a) Каково соотношение выходной мощности двух микроволновых печей с частотами 950 и 2560 МГц, если они излучают одинаковое количество фотонов в секунду? (б) Каково соотношение фотонов в секунду, если они имеют одинаковую выходную мощность?
  12. Сколько фотонов в секунду излучает антенна микроволновой печи, если ее выходная мощность равна 1.00 кВт на частоте 2560 МГц?
  13. Некоторые спутники используют ядерную энергию. (a) Если такой спутник излучает поток 1,00 Вт из γ лучей со средней энергией 0,500 МэВ, сколько излучается в секунду? (b) Эти γ лучей влияют на другие спутники. На каком расстоянии должен быть другой спутник, чтобы получать только один луч γ в секунду на квадратный метр?
  14. (a) Если выходная мощность радиостанции с частотой 650 кГц составляет 50,0 кВт, сколько фотонов производится в секунду? (b) Если радиоволны распространяются равномерно во всех направлениях, найдите количество фотонов в секунду на квадратный метр на расстоянии 100 км.Не допускайте отражения от земли или поглощения воздухом.
  15. Сколько рентгеновских фотонов в секунду создает рентгеновская трубка, создающая поток рентгеновских лучей мощностью 1,00 Вт? Предположим, что средняя энергия на фотон составляет 75,0 кэВ.
  16. (a) На каком расстоянии вы должны быть от радиостанции с частотой 650 кГц и мощностью 50,0 кВт, чтобы на квадратный метр приходился только один фотон в секунду? Не допускайте отражений или поглощений, как если бы вы были в глубоком космосе. (б) Обсудить значение обнаружения разумной жизни в других солнечных системах путем обнаружения их радиопередач.
  17. Если предположить, что 10,0% выходной энергии лампочки мощностью 100 Вт находится в видимом диапазоне (типичном для ламп накаливания) со средней длиной волны 580 нм, и что фотоны распространяются равномерно и не поглощаются атмосферой, как далеко вы бы были, если бы 500 фотонов в секунду попали в зрачок вашего глаза диаметром 3,00 мм? (Это число легко стимулирует сетчатку.)
  18. Создайте свою проблему. Рассмотрим лазерную ручку. Составьте задачу, в которой вы вычисляете количество фотонов, испускаемых пером в секунду.Среди факторов, которые следует учитывать, — длина волны лазерного пера и выходная мощность. Ваш инструктор может также пожелать, чтобы вы определяли минимальное дифракционное распространение в луче и количество фотонов на квадратный сантиметр, которое ручка может проецировать на некоторое большое расстояние. В этом последнем случае вам также необходимо учитывать выходной размер лазерного луча, расстояние до освещаемого объекта, а также любое поглощение или рассеяние на этом пути.

Глоссарий

гамма-излучение: также γ -луч; фотон наивысшей энергии в ЭМ спектре

ионизирующее излучение: излучение, ионизирующее материалы, которые его поглощают

рентгеновское излучение: ЭМ фотон между γ, -лучем и УФ-излучением с энергией

тормозное излучение: немецкое для тормозного излучения ; образуется при замедлении электронов

характеристических рентгеновских лучей: рентгеновских лучей, энергия которых зависит от материала, из которого они были произведены в

ультрафиолетовое излучение: УФ; ионизирующие фотоны немного более энергичны, чем фиолетовый свет

видимый свет: диапазон энергий фотонов, которые человеческий глаз может обнаружить

инфракрасное излучение: фотонов с энергией немного меньше, чем у красного света

микроволн: фотонов с длинами волн порядка микрона (мкм)

Избранные решения проблем и упражнения

1.{-19} \ text {J}} \ right) \\\ text {} & = & 1239.84 \ text {eV} \ cdot \ text {nm} \\\ text {} & \ приблизительно & 1240 \ text {eV} \ cdot \ text {nm} \ end {array} \\ [/ latex]

7. (а) 0,0829 эВ; (б) 121; (в) 1,24 МэВ; (г) 1,24 × 10 5

9. (а) 25.0 × 10 3 эВ; (б) 6,04 × 10 18 Гц

11. (а) 2,69; (б) 0,371

13. (а) 1,25 × 10 13 фотонов / с; (б) 997 км

15. 8,33 × 10 13 фотонов / с

17. 181 км

Photons — Chemistry LibreTexts

Фотон — это крошечная частица, состоящая из волн электромагнитного излучения.Как показал Максвелл, фотоны — это просто электрические поля, перемещающиеся в пространстве. Фотоны не имеют заряда, массы покоя и движутся со скоростью света. Фотоны испускаются под действием заряженных частиц, хотя они могут испускаться другими методами, включая радиоактивный распад. Поскольку они являются чрезвычайно маленькими частицами, вклад волнообразных характеристик в поведение фотонов является значительным. На диаграммах отдельные фотоны представлены волнистой стрелкой.

Описание

Фотоны часто называют энергетическими пакетами.Это очень подходящая аналогия, поскольку фотон содержит энергию, которую нельзя разделить. Эта энергия хранится в виде колеблющегося электрического поля. Эти поля могут колебаться практически с любой частотой. Хотя они никогда не наблюдались, самая длинная теоретическая длина волны света равна размеру Вселенной, а некоторые теории предсказывают, что самая короткая из возможных — это длина Планка. Эти пакеты энергии могут передаваться на огромные расстояния без уменьшения энергии или скорости. Фотоны движутся со скоростью света, 2.997×10 8 м / с в пустом пространстве. Скорость фотона в пространстве может быть напрямую получена из скорости электрического поля в свободном пространстве. Максвелл представил это доказательство в 1864 году. Хотя фотоны не имеют массы, у них есть наблюдаемый импульс, который следует уравнению де Бройля. Импульс фотонов приводит к интересным практическим приложениям, таким как оптический пинцет.

Вообще говоря, фотоны обладают свойствами, аналогичными электромагнитным волнам. У каждого фотона есть длина волны и частота.Длина волны определяется как расстояние между двумя пиками электрического поля с одним и тем же вектором. Частота фотона определяется как количество длин волн, на которое фотон распространяется каждую секунду.

В отличие от электромагнитной волны, фотон не может быть цветным. Вместо этого фотон будет соответствовать свету данного цвета. Поскольку цвет определяется способностями человеческого глаза, отдельный фотон не может иметь цвет, потому что он не может быть обнаружен человеческим глазом. Чтобы сетчатка могла обнаруживать и регистрировать свет определенного цвета, на нее должны воздействовать несколько фотонов.Цвет можно воспринимать только тогда, когда множество фотонов действуют на сетчатку в унисон в виде электромагнитной волны.

Как описано уравнениями Максвелла

Наиболее точное описание природы фотонов дает уравнения Максвелла. Уравнения Максвелла математически предсказывают, как фотоны движутся в пространстве. По сути, электрическое поле, испытывающее поток, создает ортогональное магнитное поле. Затем поток магнитного поля воссоздает электрическое поле.Создание и разрушение каждой соответствующей волны позволяет паре волн перемещаться в пространстве со скоростью света. Уравнения Максвелла правильно описывают природу отдельных фотонов в рамках квантовой динамики.

Создание фотонов

Фотоны можно генерировать разными способами. В этом разделе мы обсудим некоторые способы испускания фотонов. Поскольку фотоны представляют собой электрическое поле, распространяющееся в пространстве, испускание фотонов требует движения заряженных частиц.

Излучение черного тела

Когда вещество нагревается, атомы внутри него колеблются с более высокими энергиями. Эти колебания быстро изменяют форму и энергию электронных орбиталей. Когда энергия электронов изменяется, фотоны испускаются и поглощаются с энергиями, соответствующими энергии изменения. Излучение черного тела — это то, что заставляет лампочки светиться, а тепло объекта ощущается с большого расстояния. Упрощение объектов до черных тел позволяет косвенно рассчитывать температуру удаленных объектов.Астрономы и кухонные инфракрасные термометры используют этот принцип каждый день.

Самопроизвольное излучение

Фотоны могут испускаться спонтанно, когда электроны переходят из возбужденного состояния в состояние с более низкой энергией (обычно в основное состояние). Технический термин для этого падения энергии — релаксация. Электроны, испускающие этот тип излучения, будут производить очень характерный набор фотонов в зависимости от доступных уровней энергии в их среде. Этот набор возможных фотонов является основой для спектра излучения.

Флуоресценция

Цветение — частный случай спонтанного излучения. При флуоресценции энергия испускаемого фотона не соответствует энергии, используемой для возбуждения электрона. Электрон будет флуоресцировать, когда он теряет значительное количество энергии в окружающую среду, прежде чем подвергнуться релаксации. Обычно флуоресценцию используют в лабораторных условиях для визуализации присутствия целевых молекул. Ультрафиолетовый свет используется для возбуждения электронов, которые затем излучают свет в видимых длинах волн, которые могут видеть исследователи.

Вынужденная эмиссия

Возбужденный электрон может быть искусственно вызван релаксацией в более низкое энергетическое состояние с помощью фотона, уравновешивающего разницу между этими энергетическими состояниями. Фаза и ориентация электрического поля результирующего фотона, а также его энергия и направление будут идентичны падающему фотону. Говорят, что свет, производимый вынужденным излучением, когерентен, поскольку он во всех отношениях похож на вызвавший его фотон. Лазеры производят когерентное электромагнитное излучение за счет вынужденного излучения.

Синхротроны (изгиб электронов)

Электроны с чрезвычайно высокой кинетической энергией, например, в ускорителях частиц, будут производить фотоны высокой энергии при изменении их пути. Это изменение осуществляется сильным магнитным полем. Таким образом, все свободные электроны будут излучать свет, но синхротронное излучение имеет особое практическое значение. Синхротронное излучение в настоящее время является наилучшей доступной технологией для получения направленного рентгеновского излучения с точными частотами.Синхротроны, такие как Advanced Light Source (ALS) в лаборатории Lawrence Berkeley Labs и Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL), являются очагами рентгеновской спектроскопии из-за превосходного качества получаемых рентгеновских лучей.

Ядерный распад

Определенные типы радиоактивного распада могут включать высвобождение фотонов высокой энергии. Один из таких типов распада — ядерная изомеризация. При изомеризации ядро ​​перестраивается в более стабильную конфигурацию и испускает гамма-лучи. Хотя это только теоретически, распад протона также будет излучать фотоны чрезвычайно высокой энергии.

Фотоэлектрический эффект

Свет, падающий на металлическую пластину, может вызвать отрыв электронов от поверхности пластины (рис. 1). Это взаимодействие между светом и электронами называется фотоэлектрическим эффектом. Фотоэлектрический эффект стал первым убедительным доказательством того, что лучи света состоят из квантованных частиц. Энергия, необходимая для выброса электрона с поверхности металла, обычно того же порядка величины, что и энергия ионизации. Поскольку металлы обычно имеют энергию ионизации в несколько электрон-вольт, фотоэлектрический эффект обычно наблюдается при использовании видимого света или света еще более высокой энергии.

Рис. 1 , Фотоэлектрический эффект.

Во время изучения этого явления считалось, что свет распространяется волнами. Вопреки тому, что предсказывала волновая модель света, увеличение интенсивности света привело к увеличению тока, а не к увеличению кинетической энергии испускаемого электрона. Позже Эйнштейн объяснил это различие, показав, что свет состоит из квантованных пакетов энергии, называемых фотонами.Его работа по фотоэлектрическому эффекту принесла ему Нобелевскую премию.

Фотоэлектрический эффект имеет множество практических применений, так как ток может генерироваться источником света. Обычно фотоэлектрический эффект используется в переключателях, реагирующих на свет. Некоторые примеры — ночники и фотоумножители. Обычно ток настолько мал, что его необходимо усилить, чтобы быть эффективным переключателем

Энергия фотона

Энергия фотона — это дискретная величина, определяемая его частотой.Этот результат можно определить экспериментально, исследуя фотоэффект. Кинетическая энергия испускаемого электрона напрямую зависит от частоты падающего света. Если экспериментальные значения этих энергий сопоставить с линией, то наклон этой линии будет постоянной Планка. Точка, в которой электроны начинают испускаться с поверхности, называется пороговой частотой и обозначается \ (\ nu_0 \). Принцип сохранения энергии гласит, что вся энергия фотона должна куда-то уходить.Предполагая, что энергия \ (h \ nu_0 \) является начальной энергией, необходимой для отрыва электрона от его орбитали, кинетическая энергия фотона равна кинетической энергии испускаемого электрона плюс энергия ионизации. Следовательно, энергия свободного фотона становится \ (E = h \ nu \), где nu — частота фотона, а h — постоянная Планка.

Рис. 2, Результаты фотоэлектрического эффекта

Результаты фотоэлектрического эксперимента показаны на рисунке 2. \ (\ nu_0 \) — это минимальная частота, при которой электроны начинают обнаруживаться.Сплошные линии представляют фактические наблюдаемые кинетические энергии выпущенных электронов. Пунктирная красная линия показывает, как можно получить линейный результат, вернувшись к оси y. На самом деле электроны не могут иметь отрицательную кинетическую энергию.

Фотонные помехи

В то время как эксперимент с двойной щелью первоначально показал, что луч света был волной, более продвинутые эксперименты подтверждают, что электрон является частицей с волнообразными свойствами. Наблюдается дифракция луча света через двойную щель, которая дифрагирует, создавая конструктивную и деструктивную интерференцию.Современные технологии позволяют испускать и детектировать одиночные фотоны. В эксперименте, проведенном Филиппом Гранжье, одиночный фотон пропускают через двойную щель. Затем фотон обнаруживается на другой стороне щелей. Для большого размера выборки можно определить тенденцию в конечном положении фотонов. Согласно волновой модели света, интерференционная картина будет наблюдаться по мере того, как фотон снова и снова разделяется, образуя картину. Однако результаты не согласуются с волновой моделью света.Каждый испускаемый фотон соответствует однократному детектированию на другой стороне щелей (рис. 3). С определенной вероятностью каждый фотон детектируется на 100%. В ходе серии измерений фотоны создают ту же интерференционную картину, которую ожидает пучок фотонов. Когда одна щель закрыта, интерференционная картина не наблюдается, и каждый фотон движется по линейному пути через открытую щель.

Рис. 3, Доказательство корпускулярной природы фотонов.Показан один возможный результат.

Эта интерференция имеет глубокое значение, заключающееся в том, что фотоны не обязательно взаимодействуют друг с другом, создавая интерференционную картину. Вместо этого они взаимодействуют и мешают самим . Кроме того, это показывает, что электрон не проходит через одну или другую щель, а скорее проходит через обе щели одновременно. Теория квантовой электродинамики Ричарда Фейнмана объясняет это явление, утверждая, что фотон будет путешествовать не одним путем, а всеми возможными путями во Вселенной.Интерференция между этими путями даст вероятность того, что фотон пойдет по любому заданному пути, поскольку большинство путей взаимно компенсируются. Он использовал эту теорию для объяснения природы широкого диапазона действия фотонов, такого как отражение и преломление, с абсолютной точностью.

Список литературы

  1. Фейнман Р. П. (1988). QED: The Strange Theory of Light and Matter , Princeton University Press.
  2. Эйнштейн, А. «Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung.» Physikalische Zeitschrift (10): 817-825 (1909).
  3. П. Гранжье, Г. Роджер и А. Аспект, «Экспериментальные доказательства эффекта антикорреляции фотонов на светоделителе: новый взгляд на интерференцию однофотонов», Europhys. Lett. 1, 173-179 (1986).
  4. Дж. Дж. Торн, М. С. Нил, В. В. Донато, Г. С. Бергрин, Р. Э. Дэвис и М. Бек, «Наблюдение за квантовым поведением света в студенческой лаборатории», Am. J. Phys. 72, 1210-1219 (2004).
  5. Максвелл, Джеймс (1865).{15} гц \)

    3) Одиночный фотон проходит через двойную щель на расстоянии 20 нм друг от друга. Фотоумножитель обнаруживает по крайней мере одну частицу в 20 нм непосредственно за щелью. Какая часть фотона здесь обнаружена?

    Решение

    Детектируется весь фотон. Протоны — это квантованные частицы. Хотя они могут проходить через обе щели, это все еще одна частица, и она будет соответствующим образом обнаружена.

    4) Фотон удаляет электрон из атома.Кинетическая энергия выходящего электрона оказывается меньше, чем у фотона, который его удалил. Почему энергия не та?

    Решение

    Вспомните фотоэлектрическое уравнение: \ (KE = h \ nu-h \ nu_0 \). Это уравнение связывает энергии фотонов и электронов от выброса. Второй член уравнения \ (- h \ nu_0 \) — это количество энергии, необходимое для удаления электрона с его орбитали. Дополнительная энергия идет на разрыв связи электрона с ядром.Имейте в виду, что для металла это не энергия ионизации из-за делокализации электронов, участвующих в металлической связи.

    5) Помня о взаимосвязи между энергией и частотой света, спланируйте эксперимент, чтобы определить, теряют ли фотоны энергию при перемещении в пространстве.

    Решение

    Один из возможных экспериментов использует фотоэлектрический эффект. Источник света освещается металлическим предметом и вычисляется кинетическая энергия выброшенных электронов.Если излучать свет на разных расстояниях от металлической пластины, можно показать, что отдельные фотоны проходят без потерь. Эксперимент покажет, что хотя количество выброшенных электронов может уменьшаться в зависимости от расстояния, их кинетическая энергия останется прежней.

    Авторы и авторство

    Как рассчитать энергию фотонов

    Обновлено 15 декабря 2020 г.

    Автор: Липи Гупта

    Фотоны — это маленькие энергетические пакеты, которые проявляют интересное волнообразное и похожее на частицы поведение.Фотоны представляют собой электромагнитные волны, такие как видимый свет или рентгеновские лучи, но также квантуются по энергии, как частицы. Таким образом, энергия фотона кратна фундаментальной постоянной, называемой постоянной Планка, ч = 6,62607015 × 10 -34 Дж с .

    Вычислить энергию фотона

    Мы можем вычислить энергию фотона двумя способами. Если вы уже знаете частоту фотона f в Гц, используйте:

    E = hf

    Это уравнение было впервые предложено Максом Планком, который предположил, что энергия фотона квантуется.Поэтому иногда это уравнение энергии называют уравнением Планка.

    В другой форме уравнения Планка используется простое соотношение:

    c = \ lambda f

    , где λ — длина волны фотона, а c — скорость света, которая является константой. и составляет 2,998 × 10 8 м / с. Если вам известна частота фотона, вы можете легко вычислить длину волны по следующей формуле:

    \ lambda = \ frac {c} {f}

    Теперь мы можем вычислить энергию фотона по любой версии уравнения Планка. :

    E = hf \ text {или} E = \ frac {hc} {\ lambda}

    Часто мы используем единицы эВ или электрон-вольт в качестве единиц энергии фотона вместо джоулей.Вы можете использовать ч = 4,1357 × 10 -15 эВ с, что дает более разумный масштаб энергии для фотонов.

    Какие фотоны более энергичны?

    Формула позволяет очень легко увидеть, как энергия зависит от частоты и длины волны фотона. Давайте посмотрим на каждую из приведенных выше формул и посмотрим, что они означают о физике фотонов.

    Во-первых, поскольку длина волны и частота всегда умножаются, чтобы равняться константе, если фотон A имеет частоту, в два раза превышающую частоту фотона B, длина волны фотона A должна быть 1/2 длины волны фотона B.

    Во-вторых, вы можете многое узнать о том, как частота фотона может дать относительное представление об его энергии. Например, поскольку фотон A имеет более высокую частоту, чем фотон B, мы знаем, что он вдвое более энергичен. В общем, мы можем видеть, что энергия напрямую зависит от частоты. Точно так же, поскольку энергия фотона обратно пропорциональна его длине волны, если фотон A имеет более короткую длину волны, чем фотон B, он снова становится более энергичным.

    Простой калькулятор энергии фотонов

    Может быть полезно быстро оценить энергию фотонов.{15} = 12 \ text {eV}

    Это хорошее число, чтобы запомнить, если вы хотите быстро выяснить, находится ли фотон выше или ниже видимого диапазона, но вся эта процедура — хороший способ сделать быструю оценку энергии фотона. Быструю и легкую процедуру можно даже рассматривать как простой калькулятор энергии фотонов!

    Энергия фотона | PVEducation

    Фотон характеризуется либо длиной волны, обозначенной λ, либо, что эквивалентно, энергией, обозначенной E .Существует обратная зависимость между энергией фотона ( E ) и длиной волны света (λ), которая определяется уравнением:

    , где h — постоянная Планка, а c — скорость света. Значения этих и других часто используемых констант указаны на странице констант.

    ч = 6,626 × 10 -34 джоуль · с

    c = 2,998 × 10 8 м / с

    Умножив, чтобы получить одно выражение, hc = 1.99 × 10 -25 джоуль-м

    Указанная выше обратная зависимость означает, что свет, состоящий из фотонов высокой энергии (например, «синий» свет), имеет короткую длину волны. Свет, состоящий из фотонов низкой энергии (например, «красный» свет), имеет большую длину волны.

    При работе с «частицами», такими как фотоны или электроны, обычно используемой единицей энергии является электрон-вольт (эВ), а не джоуль (Дж). Электрон-вольт — это энергия, необходимая для поднятия электрона через 1 вольт, таким образом фотон с энергией 1 эВ = 1.602 × 10 -19 Дж.

    Следовательно, мы можем переписать указанную выше константу для hc в эВ:

    hc = (1,99 × 10 -25 джоулей-м) × (1ev / 1,602 × 10 -19 джоулей) = 1,24 × 10 -6 эВ-м

    Далее, нам нужно, чтобы единицы измерения были в мкм (единицы для λ):

    hc = (1,24 × 10 -6 эВ-м) × (10 6 мкм / м) = 1,24 эВ-мкм

    Выражая уравнение для энергии фотона через эВ и мкм, мы приходим к обычно используемому выражению, которое связывает энергию и длину волны фотона, как показано в следующем уравнении:

    Точное значение 1 × 10 6 ( hc / q ) равно 1.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Интернет-Магазин Санкт-Петербург (СПБ)