Характеристики фотон: Фотон 1069 технические характеристики, двигатель, запчасти, цена, фото

Технические характеристики Фотон 1093

Практическая грузоподъёмность автомобиля составляет 7 тонн, и для него характерно оптимальное соотношение низкой стоимости и функциональности. Foton 1093 относится к серии универсальных грузовых автомобилей, использующихся для решения широкого круга задач в области транспортировки грузов. Модель предлагается в следующих комплектациях:

• бортовой грузовик с цельнометаллическим кузовом
• промтоварный и изотермический фургон
• рефрижератор
• платформа с КМУ
• грузовой самосвал
• аварийно-ремонтная машина
• автоцистерна
• автоэвакуатор с платформами различной конфигурации.

Оптимальная производительность Фотон 1093 достигается за счёт мощного, но при этом экономичного турбодизельного двигателя Phaser 135Ti объёмом 3.

Преимущества Foton 1093

Грузовой автомобиль Фотон получил ряд достоинств, обеспечивших его высокую популярность среди российских грузоперевозчиков:

• компактность и манёвренность
• высокая надёжность и большой ресурс
• полная адаптация к российским условиям эксплуатации, включая особенности используемого топлива, климатические условия и качество дорог
• ремонтопригодность и простота технического оборудования
• доступность запасных частей и расходных материалов
• ценовая доступность.

Foton 1093 снят с производства. Новая модель с аналогичными характеристиками – Foton Aumark BJ1129.

У официальных дилеров марки в Москве и России можно купить функциональный и практичный грузовик Foton BJ1129 в кредит, по программе Trade-in или в лизинг. Для помощи в выборе нужной вам конфигурации Фотон позвоните представителям дилерского центра по бесплатному номеру 8 (800) 100-88-43 или напишите специалистам онлайн через форму связи на сайте.

Foton BJ 1041 — малотоннажный грузовик

Foton 1041 — малотоннажный грузовик широкого класса назначения, востребованный в коммерческих грузоперевозках. За счёт достигающей 3 тонн грузоподъёмности, высокой манёвренности и экономичности он высоко востребован как для междугородних грузоперевозок, так и для транспортировки грузов в пределах населённых пунктов. Богатый выбор конфигураций Фотон 1041 позволяет купить оптимальный вариант грузовика для решения конкретных логистических задач: начиная от транспортировки бытовой техники и стройматериалов и заканчивая перевозкой груза, требующего соблюдения специального температурного режима.

Технические характеристики Foton 1041

Фотон выполнен в классической компоновке и получил колёсную формулу 4х2. В качестве силового агрегата используется четырёхтактный дизельный двигатель объёмом 3,99 литра с непосредственным впрыском топлива, турбонаддувом и интеркулером. Двигатель работает в паре с механической 5-ступенчатой трансмиссией с приводом на задние колёса.

Стоит выделить следующие наиболее популярные как в Москве, так и всей России конфигурации Фотон 1041:

• бортовой грузовик тентованный и без тента
• промтоварный или изотермический фургон каркасный и из сэндвич-панелей
• платформа с краном-манипулятором
• эвакуатор с платформами различной конфигурации
• аварийно-ремонтный автомобиль.

На базе Foton 1041 также выпускаются специальные версии грузовиков для междугородних грузоперевозок: с трёхместной кабиной или спальником.

Преимущества Фотон 1041

Отличительной чертой Foton является оптимальность его характеристик. Мощности турбированного дизельного двигателя достаточно для уверенного движения полностью гружёного автомобиля даже в условиях горной местности.

К главным достоинствам Фотон стоит отнести:

• высокую надёжность
• манёвренность
• простоту конструкции
• лёгкость технического оборудования
• невысокую закупочную стоимость
• эргономичность и удобство эксплуатации

Автомобиль полностью адаптирован к российским дорожным условиям, особенностям российского топлива и климата.

Foton 1041 снят с производства. Новая модель с аналогичными характеристиками – Foton Aumark BJ1039.

У официальных дилеров марки в Москве и России вы можете купить Foton BJ1039 за наличные, в кредит или в лизинг на выгодных для вас условиях. Узнать больше о доступных конфигурациях Фотон или проконсультироваться со специалистами можно, позвонив нам по номеру 8 (800) 100-88-43 или написав онлайн.

Характеристики Foton FL956F. Обзор фронтального погрузчика колесного Foton FL956F

Разместите заявку на покупку техники или запчастей для спецтехники!

Ваша заявка отправлена.

Источник фото: ru.lovol.com.cnФото Foton FL956F

Двигатель

Двигатель фронтального погрузчика Foton FL956F — Weichai-Deutz — рядный 6-цилиндровый дизель объемом 9 726 куб. см, мощность — 220 л.с. Пик крутящего момента в 843 Нм достигается в пределах 1 400-1 500 об/мин.

Технические характеристики Foton FL956F

Для обеспечения долговечности механической части конструкции, рама и шасси были рассчитаны со значительным коэффициентом запаса. При разработке машины широко применялись методики 3D-моделирования. А проблему надежности исполнительных механизмов гидравлики решили путем подбора оптимальных геометрических параметров гидроцилиндров с использованием компонентов фирмы Bosch. Также в системе гидравлики применена оптимальная для таких работ схема с двумя гидронасосами.

Коробка передач Foton FL956F — ZF (автоматическая с двумя диапазонами скоростей и возможностью задействовать пониженную передачу). Подвеска — жестко закрепленная ось спереди и качающаяся задняя ось.

Кабина, управление

Диапазоны трансмиссии переключаются с помощью небольшого подрулевого рычажка с левой стороны. Справа под рулем размещается рычажок поворотников, на который вынесен и ряд дополнительных переключателей. Снизу, под стойкой рулевой колонки, расположены всего две педали — газ и тормоз, а справа от сиденья — два рычага, управляющих движениями стрелы и ковша. Таким образом, благодаря применению АКПП, в рабочем пространстве оператора присутствует лишь необходимый минимум рычагов — что облегчает условия работы и способствует снижению утомляемости. На удобном в хвате рулевом колесе имеется рукоятка, помогающая в ситуациях, где на небольших площадках приходится маневрировать, часто выворачивая руль от упора до упора.

Источник фото: ru.lovol.com.cnФото Foton FL956F

Улучшению обзорности для оператора фронтального погрузчика способствуют широкие изогнутые стекла кабины спереди и сзади. Облегчить маневрирование призваны наружные панорамные зеркала заднего обзора. Сравнительно небольшой по размерам и скошенный назад кожух моторного отсека способствует улучшению обзора назад. Для работ в темное время суток предусмотрено несколько фар — четыре спереди кабины и две — в ее задней части. Ну и, само собой, присутствуют здесь «поворотники» и «габариты».

Вход в кабину фронтального погрузчика Foton FL956F облегчен благодаря нескольким поручням, оптимальным по конструкции ступенькам и противоскользящему покрытию верхней площадки. Двери предусмотрены с обеих сторон кабины — это также частенько выручает в процессе работы. Имеются на корпусе и специальные фиксаторы, с помощью которых можно закрепить эти двери в открытом положении. Что касается особенностей управления, то здесь все предсказуемо просто: руль вращается без каких-либо усилий, поскольку поворотом шарнирно-сочлененной рамы заведуют мощные гидроцилиндры. Движениями ковша управляют два рычага справа от оператора. Один из них управляет подъемом стрелы, другой — поворотом ковша. Уровень шума в кабине также сравнительно невысокий.

Задний противовес одновременно выполняет функции бампера и защиты нижней части моторного отсека.

Масса, объем ковша, грузоподъемность

Габариты Foton FL956F

Техническое обслуживание

Открыв кожух капота, расположенный сзади погрузчика Foton FL956F, можно получить удобный доступ к двигателю и всем необходимым деталям и фильтрам при проведении ТО.

По своей архитектуре приборный щиток напоминает калейдоскоп, но при этом все пиктограммы и шрифт надписей легко читаемы и сложностей со считыванием показаний этих приборов не возникает. На нем расположились шкалы температуры и давления масла в двигателе и гидравлической системе, а также температуры охлаждающей жидкости, зарядки батареи, счетчика моточасов и ряда других параметров.

Аналоги

К аналогам данной машины можно отнести следующие модели: Heli ZL50G, Heli ZL50E, YTO ZL50CX, YTO ZL50D-II, YTO ZL50F, XCMG LW520F, XCMG LW540F, XCMG LW521F, Jinzheng ZL50D, Jinzheng ZL50E.

Видео

Видео с канала «Спецтехника и оборудование. КазДорМаш»

Грузовик Foton BJ1043 — полная характеристика автомобиля. Технические параметры, Габаритные размеры. Отзывы владельцев

Тип авто	Среднетоннажный автомобиль
Колесная формула	4×2
Полная масса авто, кг	нет данных
Полная масса автопоезда, кг	5400
Допустимая нагрузка на переднюю ось , кг	нет данных
Допустимая нагрузка на заднюю ось , кг	нет данных
Грузоподъемность, кг	нет данных
Площадь платформы, м2	нет данных
Объем платформы, м3	нет данных
Масса снаряженного авто, кг	2245
Максимальная скорсть (км/ч)	100
Двигатель	YZ4102ZLQ, Phaser110Ti (Perkins), BJ493ZLQ (Isuzu),
Мощность двигателя (л. с.)	120
Коробка передач	Механическая
Число передач	5
Передаточное число ведущих мостов	нет данных
Подвеска	нет данных
Размер шин	6.50R16
Топливный бак
Кабина	цельнометаллическая, опрокидывающаяся вперед, или двухдверная, трехместная или двухдверная, трехместная, со спальным местом или четырехдверная, шестиместная, двухрядная
Екологический тип	Euro-1

Фотон Вью технические характеристики 2020-2021 г на Foton View, официальный дилер, Москва

2. 8 / 130 л.c.
5МТ / FWD

Кузов

Тип кузова

Количество мест

Конфигурация сидений

Боковая дверь

Сдвижная справа

Задняя дверь

Массы

Снаряженная масса

Максимальная полная масса

Максимальная нагрузка на переднюю ось

Максимальная нагрузка на заднюю ось

Грузоподъемность

Габаритные размеры и геометрическая проходимость

Длина

Ширина

Высота

Колесная база

Колея передних колес

Колея задних колес

Двигатель

Модель

Экологический класс

Тип топлива

Количество и расположение цилиндров

Объем

Степень сжатия

Максимальная мощность

130 л. с. (96 кВт) при 3600 об/мин

Максимальный крутящий момент

280 Н•м при 1600-3000 об/мин

Трансмиссия

Тип

Механическая, 5-ступенчатая

Модель

1-ая передача

2-ая передача

3-ья передача

4-ая передача

5-ая передача

Задняя передача

Передаточное число главной передачи

Сцепление

Тип

Сухое, однодисковое, с диафрагменной пружиной

Тормозная система

Тип

Гидравлическая, двухконтурная, с разделением на контуры по осям, с вакуумным усилителем

Передние тормоза

Задние тормоза

ABS

EBD

Топливный бак

Емкость

Ходовая часть

Рулевое управление

«Шестерня-рейка» с гидроусилителем

Передняя подвеска

Независимая, торсионная

Задняя подвеска

Зависимая, на продольных полуэллиптических рессорах с гидравлическими телескопическими амортизаторами

Колеса

Диски

Легкосплавные алюминиевые

Шины

Эксплуатационные показатели

Максимальная скорость

Расход топлива, смешанный цикл на 100 км

ЯРФ.

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 на любой частоте. Хотя они никогда не наблюдались, самая длинная теоретическая длина волны света равна размеру Вселенной, а некоторые теории предсказывают, что наименьшая возможная длина волны равна планковской длине.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. Только тогда, когда многие фотоны действуют на сетчатку в унисон, как электромагнитная волна, можно воспринимать цвет.

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.

Спонтанное 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, подвергающиеся этому типу 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 можно искусственно заставить релаксировать в более низкое энергетическое состояние фотоном, уравновешивающим 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 лучшей 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 испускает 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, поскольку 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 излучать 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: Странная теория света и материи , 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

   Что такое фотоны — Вселенная сегодня

   [/ caption]

   Когда мы думаем о свете, мы на самом деле не думаем о том, из чего он сделан. Это было фактически предметом одного из самых важных аргументов в физике. Долгое время физики и ученые пытались определить, является ли свет волной или частицей. Были физики восемнадцатого века, которые твердо верили, что свет состоит из основных единиц, но определенные свойства, такие как рефракция, заставили свет быть переклассифицированным как волна. Чтобы решить эту проблему, потребуется не меньше, чем Эйнштейн. Благодаря ему и работе других известных физиков мы знаем больше о том, что такое фотоны.

   Проще говоря, фотоны — это фундаментальная частица света. У них есть уникальное свойство, так как они одновременно являются частицами и волной. Это то, что дает фотонам уникальные свойства, такие как преломление и диффузия. Однако легкие частицы не совсем такие же, как другие элементарные частицы. У них есть интересные характеристики, которые обычно не наблюдаются. Во-первых, на данный момент физики предполагают, что фотоны не имеют массы. У них есть некоторые характеристики частиц, такие как угловой момент, но их частота не зависит от влияния массы. Они также не несут заряд.

   Фотоны — это наиболее видимая часть электромагнитного спектра. Это было одним из главных открытий Эйнштейна и отца квантовой физики, Планка, в отношении природы света. Эта связь — то, что стоит за фотоэлектрическим эффектом, который делает возможной солнечную энергию. Поскольку свет — это еще одна форма энергии, его можно передавать или преобразовывать в другие типы. В случае фотоэлектрического эффекта энергия фотонов света передается через фотоны, сталкивающиеся с атомами материала.Это приводит к тому, что атом, в который попадает, теряет электроны и, таким образом, производит электричество.

   Как упоминалось ранее, фотоны сыграли ключевую роль в основании квантовой физики. Изучение свойств фотонов открыло целый новый класс фундаментальных частиц, называемых квантовыми частицами. Благодаря фотонам мы знаем, что все квантовые частицы обладают свойствами волн и частиц. Мы также знаем, что энергию можно дискретно измерить в квантовом масштабе.

   Фотоны также сыграли большую роль в теории относительности Эйнштейна. без фотона мы не поняли бы важности скорости света, а вместе с тем и понимания взаимодействия времени и пространства, которое он производит. Теперь мы знаем, что скорость света — это абсолют, который нельзя сломать естественными средствами, поскольку для этого потребуется бесконечное количество энергии, что невозможно в нашей Вселенной. Итак, без фотона у нас не было бы знаний о нашей Вселенной, которыми мы сейчас обладаем.

   Мы написали много статей о фотонах для «Вселенной сегодня».Вот статья о том, как светит солнце, а вот статья о том, почему светят звезды.

   Если вам нужна дополнительная информация о фотонах, ознакомьтесь с массой фотона. А вот ссылка на статью о том, как гравитация влияет на фотоны.

   Мы также записали эпизод Astronomy Cast, посвященный Атому. Послушайте, Эпизод 164: Внутри атома.

   Источник:
   Википедия

   Нравится:

   Нравится Загрузка …

   Фотон Недвижимости | HowStuffWorks

   Фотоны — довольно удивительные частицы. У них нет массы, они являются наименьшей мерой света, и они могут существовать во всех своих возможных состояниях одновременно, что называется волновой функцией . Это означает, что в любом направлении, в котором фотон может вращаться на — скажем, по диагонали, вертикали и горизонтали — он делает все одновременно. Свет в этом состоянии называется неполяризованным . Это точно так же, как если бы вы постоянно двигались на восток, запад, север, юг и вверх и вниз одновременно. Ошеломляющий? Вы делаете ставку. Но не позволяйте этому сбивать вас с толку; даже квантовые физики пытаются понять значение волновой функции.

   В основе квантовой физики лежит фактор непредсказуемости. Эта непредсказуемость в значительной степени определяется Принципом неопределенности Гейзенберга . По сути, этот принцип говорит о том, что невозможно знать одновременно положение и скорость объекта.

   Но когда мы имеем дело с фотонами для шифрования, принцип Гейзенберга может быть использован в наших интересах. Для создания фотона квантовые криптографы используют светодиодов, — светодиоды, источник неполяризованного света.Светодиоды способны создавать только один фотон за раз, что позволяет создать цепочку фотонов, а не дикий взрыв. Используя поляризационные фильтры, мы можем заставить фотон принять то или иное состояние — или поляризовать его. Если мы используем вертикальный поляризационный фильтр, расположенный за светодиодом, мы можем поляризовать возникающие фотоны: фотоны, которые не поглощаются, будут выходить с другой стороны с вертикальным спином (|) .

   Дело в том, что фотоны поляризованы, их невозможно снова точно измерить, кроме как с помощью фильтра, подобного тому, который изначально произвел их текущее вращение.Таким образом, если фотон с вертикальным вращением измеряется через диагональный фильтр, либо фотон не пройдет через фильтр, либо фильтр повлияет на поведение фотона, заставляя его вращаться по диагонали. В этом смысле информация об исходной поляризации фотона теряется, как и любая информация, связанная со спином фотона.

   Итак, как связать информацию со спином фотона? В этом суть квантовой криптографии. Прочтите следующую страницу, чтобы узнать, как работает квантовая криптография.

   Энергия фотона | PVEducation

   Фотон характеризуется либо длиной волны, обозначаемой λ, либо, что эквивалентно, энергией, обозначаемой 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 для получения единственного выражения, hc = 1,99 × 10 ^-25 джоулей-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.

   Когда мы имеем дело 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 того, чтобы поднять электрон на 1 вольт, то есть 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 ) составляет 1,2398, но приближения 1,24 достаточно для большинства целей.

   Чтобы узнать энергию фотона на определенной длине волны, щелкните карту выше.

   Canon: Технология Canon | Canon Science Lab

   Для этого сайта требуется браузер с поддержкой JavaScript.

   Свет — это волна или частица?

   Какова истинная природа света? Это волна или, может быть, поток очень мелких частиц? Эти вопросы давно озадачили ученых. Давайте путешествуем по истории, исследуя этот вопрос.

   Около 1700 года Ньютон пришел к выводу, что свет — это группа частиц (корпускулярная теория).Примерно в то же время были и другие ученые, которые думали, что свет может быть волной (теория волн). Свет распространяется по прямой линии, и поэтому для Ньютона было вполне естественно думать о нем как о чрезвычайно маленьких частицах, которые испускаются источником света и отражаются объектами. Однако корпускулярная теория не может объяснить волновые световые явления, такие как дифракция и интерференция. С другой стороны, волновая теория не может объяснить, почему фотоны вылетают из металла, который подвергается воздействию света (это явление называется фотоэлектрическим эффектом, который был открыт в конце 19 века). Таким образом, великие физики на протяжении столетий продолжали дискутировать и демонстрировать истинную природу света.

   Свет — это частица! (Сэр Исаак Ньютон)

   Известный своим Законом всемирного тяготения, английский физик сэр Исаак Ньютон (1643-1727) понял, что свет имеет частотно-подобные свойства, когда он использовал призму для разделения солнечного света на составляющие его цвета. Тем не менее он думал, что свет — это частица, потому что периферия создаваемых им теней была чрезвычайно резкой и четкой.

   Свет — это волна! (Гримальди и Гюйгенс)

   Волновая теория, утверждающая, что свет — это волна, была предложена примерно в то же время, что и теория Ньютона. В 1665 году итальянский физик Франческо Мария Гримальди (1618–1663) открыл явление дифракции света и указал, что оно похоже на поведение волн. Затем, в 1678 году, голландский физик Кристиан Гюйгенс (1629–1695) установил волновую теорию света и объявил принцип Гюйгенса.

   Свет — это однозначно волна! (Френель и Янг)

   Примерно через 100 лет после Ньютона французский физик Огюстен-Жан Френель (1788–1827) утверждал, что световые волны имеют чрезвычайно короткую длину волны, и математически доказал световую интерференцию. В 1815 году он также разработал физические законы для отражения и преломления света. Он также предположил, что пространство заполнено средой, известной как эфир, потому что волнам нужно что-то, что могло бы их передавать. В 1817 году английский физик Томас Янг (1773–1829) вычислил длину волны света по интерференционной картине, тем самым не только выяснив, что длина волны составляет 1 мкм (1 мкм = одна миллионная метра) или меньше, но и установил ручку на правда, что свет — это поперечная волна. В этот момент теория частиц света потеряла популярность и была заменена волновой теорией.

   Свет — это волна — электромагнитная волна! (Максвелл)

   Следующая теория была предложена гениальным шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (1831–1879). В 1864 году он предсказал существование электромагнитных волн, существование которых не было подтверждено до того времени, и из его предсказания возникла концепция, что свет является волной, или, более конкретно, типом электромагнитной волны. До этого момента считалось, что магнитное поле, создаваемое магнитами и электрическими токами, а также электрическое поле между двумя параллельными металлическими пластинами, подключенными к заряженному конденсатору, не связаны друг с другом.Максвелл изменил это мышление, когда в 1861 году представил уравнения Максвелла: четыре уравнения электромагнитной теории, показывающие, что магнитные поля и электрические поля неразрывно связаны. Это привело к введению концепции электромагнитных волн, отличных от видимого света, в исследования света, которые ранее были сосредоточены только на видимом свете.

   Термин «электромагнитная волна» обычно ассоциируется с волнами, излучаемыми сотовыми телефонами, но на самом деле электромагнитные волны — это волны, производимые электричеством и магнетизмом.Электромагнитные волны всегда возникают там, где течет электричество или радиоволны. Уравнения Максвелла, ясно показавшие существование таких электромагнитных волн, были объявлены в 1861 году, став самым фундаментальным законом электромагнетизма. Эти уравнения нелегко понять, но давайте рассмотрим их подробнее, потому что они касаются истинной природы света.

   Что такое уравнения Максвелла?

   Четыре уравнения Максвелла стали самым фундаментальным законом в электромагнетизме.Первое уравнение формулирует закон электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что изменяющиеся магнитные поля генерируют электрические поля, производящие электрический ток.

   Второе уравнение называется законом Ампера-Максвелла. Он дополняет закон Ампера, который гласит, что электрический ток, протекающий по проводу, создает вокруг себя магнитное поле, и другой закон, согласно которому изменяющееся магнитное поле также порождает свойство, подобное электрическому току (ток смещения), и это тоже создает вокруг себя магнитное поле.Термин «ток смещения» на самом деле является ключевым моментом.

   Третье уравнение — это закон, утверждающий, что у источника электрического поля есть электрический заряд.

   Четвертое уравнение — это закон магнитного поля Гаусса, согласно которому магнитное поле не имеет источника (магнитного монополя), эквивалентного источнику электрического заряда.

   Что такое ток смещения?

   Если вы возьмете две параллельные металлические пластины (электроды) и подключите одну к положительному полюсу, а другую — к отрицательному полюсу батареи, вы получите конденсатор.Электричество постоянного тока просто собирается между двумя металлическими пластинами, и между ними не будет тока. Однако, если вы подключите переменный ток (AC), который резко изменится, электрический ток начнет течь по двум электродам. Электрический ток — это поток электронов, но между этими двумя электродами нет ничего, кроме пространства, и поэтому электроны не текут.

   Макселлу было интересно, что это могло значить. Затем до него дошло, что приложение переменного напряжения к электродам создает изменяющееся электрическое поле в пространстве между ними, и это изменяющееся электрическое поле действует как изменяющийся электрический ток.Этот электрический ток — это то, что мы имеем в виду, когда используем термин ток смещения.

   Что такое электромагнитные волны и электромагнитные поля?

   Самый неожиданный вывод можно сделать из идеи тока смещения. Короче говоря, электромагнитные волны могут существовать. Это также привело к открытию того, что в космосе есть не только объекты, которые мы можем видеть своими глазами, но и нематериальные поля, которые мы не можем видеть. Впервые обнаружено существование полей.Решение уравнений Максвелла раскрывает волновое уравнение, и решение этого уравнения приводит к волновой системе, в которой электрические и магнитные поля создают друг друга во время путешествия в пространстве.

   Форма электромагнитных волн выражалась математической формулой. Магнитные поля и электрические поля неразрывно связаны, и есть также сущность, называемая электромагнитным полем, которая несет единоличную ответственность за их появление.

   Каков принцип генерации электромагнитных волн?

   Теперь давайте посмотрим на конденсатор.Приложение переменного напряжения между двумя металлическими электродами создает изменяющееся электрическое поле в пространстве, которое, в свою очередь, создает ток смещения, заставляя электрический ток течь между электродами. В то же время ток смещения создает вокруг себя изменяющееся магнитное поле согласно второму уравнению Максвелла (закон Ампера-Максвелла).

   Результирующее магнитное поле создает вокруг себя электрическое поле в соответствии с первым из уравнений Максвелла (Закон электромагнитной индукции Фарадея).Основываясь на том факте, что изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле таким образом, электромагнитные волны, в которых попеременно возникают электрическое поле и магнитное поле, создаются в пространстве между двумя электродами и распространяются в их окружение. Антенны, излучающие электромагнитные волны, созданы на основе этого принципа.

   Насколько быстры электромагнитные волны?

   Максвелл вычислил скорость распространения волн, то есть электромагнитных волн, выявленных его математическими формулами.Он сказал, что скорость равна единице из квадратного корня из электрической диэлектрической проницаемости в вакууме, умноженного на магнитную проницаемость в вакууме. Когда он назначил «9 x 10 ⁹ / 4π для электрической проницаемости в вакууме» и «4π x 10 ^-7 для магнитной проницаемости в вакууме», оба из которых были известны в то время, его расчет дал 2,998. x 10 ⁸ м / сек. Это точно соответствовало ранее открытой скорости света. Это привело Максвелла к уверенному утверждению, что свет — это разновидность электромагнитной волны.

   Свет — тоже частица! (Эйнштейн)

   Теория света как частицы полностью исчезла до конца XIX века, когда ее возродил Альберт Эйнштейн. Теперь, когда была доказана двойственная природа света как «частицы и волны», его основная теория получила дальнейшее развитие от электромагнетизма к квантовой механике. Эйнштейн считал, что свет — это частица (фотон), а поток фотонов — это волна. Суть теории квантов света Эйнштейна заключается в том, что энергия света связана с частотой его колебаний.Он утверждал, что энергия фотонов равна «постоянной Планка, умноженной на частоту колебаний», и эта энергия фотона является высотой частоты колебаний, в то время как интенсивность света — это количество фотонов. Различные свойства света, который представляет собой тип электромагнитной волны, обусловлены поведением чрезвычайно маленьких частиц, называемых фотонами, которые невидимы невооруженным глазом.

   Что такое фотоэлектрический эффект?

   Немецкий физик Альберт Эйнштейн (1879–1955), известный своими теориями относительности, провел исследование фотоэлектрического эффекта, при котором электроны вылетают из поверхности металла, подвергающейся воздействию света.Странность фотоэлектрического эффекта заключается в том, что энергия электронов (фотоэлектронов), вылетающих из металла, не меняется, является ли свет слабым или сильным. (Если бы свет был волной, сильный свет заставил бы фотоэлектроны вылетать с большой мощностью.) Еще одна загадочная проблема — это то, как фотоэлектроны размножаются при воздействии сильного света. Эйнштейн объяснил фотоэлектрический эффект тем, что «сам свет — частица», и за это получил Нобелевскую премию по физике.

   Что такое фотон?

   Легкая частица, задуманная Эйнштейном, называется фотоном.Суть его теории квантов света заключается в том, что энергия света связана с частотой его колебаний (известной как частота в случае радиоволн). Частота колебаний равна скорости света, деленной на его длину волны. У фотонов есть энергия, равная их частоте колебаний, умноженной на постоянную Планка. Эйнштейн предположил, что, когда электроны в веществе сталкиваются с фотонами, первый забирает энергию последнего и вылетает, и что чем выше частота колебаний ударяющих фотонов, тем больше энергия электронов, которые вылетят.

   Короче говоря, он говорил, что свет — это поток фотонов, энергия этих фотонов — это высота их частоты колебаний, а интенсивность света — это количество его фотонов.

   Эйнштейн доказал свою теорию, доказав, что постоянная Планка, которую он получил на основе своих экспериментов по фотоэлектрическому эффекту, точно соответствует постоянной 6,6260755 x 10 ^-34 (постоянная Планка), которую немецкий физик Макс Планк (1858-1947) получил в 1900 году через его исследования электромагнитных волн.Это тоже указывало на тесную взаимосвязь между свойствами и частотой колебаний света как волны и свойствами и импульсом (энергией) света как частицы, или, другими словами, двойственной природой света как частицы и волны.

   Становятся ли волнами не только фотоны, но и другие частицы?

   Французский физик-теоретик Луи де Бройль (1892–1987) продвинул такие исследования волновой природы частиц, доказав, что помимо фотонов существуют частицы (электроны, протоны и нейтроны), которые обладают свойствами волны.Согласно де Бройлю, все частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, принимают свойства и длину волны в дополнение к свойствам и импульсу частицы. Он также вывел соотношение «длина волны x импульс = постоянная Планка».

   С другой стороны, можно было бы сказать, что суть двойственной природы света как частицы и волны уже можно найти в постоянной Планка. Развитие этой идеи способствует разнообразным научным и техническим достижениям, включая разработку электронных микроскопов.

   Физические характеристики пучков фотонов и электронов от двухэнергетического линейного ускорителя

   Клинически значимые данные о пучках фотонов с номинальной энергией 6 МВ и 18 МВ от линейного ускорителя с двумя энергиями фотонов измеряются с использованием анализатора поля излучения с полупроводниковыми диодами и ионизационными камерами. Значения процентной глубины дозы сравниваются с имеющимися данными других линейных ускорителей и BJR-17.Измерения, проведенные в области накопления с использованием камеры с параллельными пластинами, показывают заметное увеличение поверхностной дозы и сдвигов dmax на 3 мм и 14 мм для фотонов 6 МВ и 18 МВ, соответственно, при увеличении размера поля с 4 x 4 см2 до максимум. Изменения углов клина в зависимости от энергии и размера поля также определяются до ширины клина 15 см для всех четырех доступных углов клина. Графики изодозы обеих энергий построены с использованием полупроводниковых диодов в системе RFA-3. Коэффициенты выхода, коэффициенты пропускания клина и факторы экранирующей тарелки также были измерены в фантоме из прозрачного полистирола для обеих энергий фотонов на глубинах максимальной ионизации.Также были изучены характеристики пучков электронов с энергиями 6, 9, 12, 16 и 20 МэВ, создаваемых Clinac-1800. Характеристики включают процентную глубину дозы, распределение изодозы, глубину максимальной дозы, поверхностную дозу, фотонное загрязнение, индекс однородности и полутень. Большинство измерений проводилось с использованием полупроводниковых детекторов, тогда как ионизационные камеры небольшого объема и плоскопараллельные камеры использовались в качестве эталонов для сравнения. Распределение изодозы было получено методом пленочной денситометрии.Энергетические параметры дальности получены из данных о дозе наблюдаемой глубины. Эти параметры варьируются от машины к машине и должны быть определены для отдельных единиц. Параметры в значительной степени отличаются от их теоретически предсказанных значений, но в целом следуют тенденции, экспериментально наблюдаемой другими, для подобных типов единиц.

   Свойства мультивезикулярного высвобождения из фоторецепторов палочек мыши поддерживают передачу однофотонных ответов

   Чтобы лучше понять, как ответы палочек на одиночные фотоны могут надежно передаваться нижестоящим нейронам, мы исследовали механизмы, с помощью которых текущее высвобождение палочек может регулироваться небольшими изменениями мембранного потенциала.Используя I _{A (glu)} в качестве пресинаптического анализа высвобождения, мы обнаружили, что при мембранном потенциале, аналогичном таковому в темноте, палочки высвобождали заполненные глутаматом везикулы в скоординированных мультивезикулярных событиях высвобождения со скоростью, которая не была хорошо смоделирована статистикой Пуассона. Мультивезикулярные события происходили с более регулярными интервалами в соответствии с распределением Эрланга, в котором события происходили после ожидания 3–12 интервалов Пуассона. События мультивезикулярного выброса также были чрезвычайно чувствительны к небольшим изменениям напряжения.Моделирование влияния этих свойств на высвобождение показало, что они могут улучшить способность палочко-биполярных клеток различать подавленное высвобождение, вызванное поглощением одиночного фотона, от стохастических пауз при высвобождении.

   Способность зрительной системы позвоночных обнаруживать одиночные фотоны возникает из-за высокой скорости захвата фотонов в сочетании с высоким коэффициентом усиления в каскаде фототрансдукции стержней. Далее, относительно небольшие изменения мембранного напряжения, вызванные поглощением одиночного фотона, должны вызывать заметное изменение скорости высвобождения в синапсе стержня.В синапсе от палочек к дендритам палочко-биполярных клеток существует нелинейный пороговый механизм, при котором передаются только ответы, превышающие определенный размер, удаляя базовый шум вместе с небольшими ответами, которые падают ниже этого порога (Berntson et al., 2004; Field and Rieke, 2002b; Sampath and Rieke, 2004). В сетчатке мышей, где 20–35 стержней сходятся на каждой палочко-биполярной клетке (Behrens et al., 2016; Calkins and Sterling, 1999; Rao-Mirotznik et al., 1998; Tsukamoto and Omi, 2013), сравнения между стержнями и палочко-биполярные клетки показали пороги, которые исключали 40–85% однофотонных событий в палочках (Berntson et al., 2004; Филд и Рике, 2002b; Шейн и Ахмад, 2006). В сетчатке кролика, где 100 стержней могут сходиться к каждой палочко-биполярной клетке, до 90% однофотонных ответов удаляются с помощью механизма пороговой обработки (Trexler et al., 2011). Наконец, до 100000 стержней в конечном итоге сходятся в одну ганглиозную клетку, что позволяет улавливать редкие одиночные фотоны и вызывать заметные изменения в выходе сетчатки (Field et al., 2019; Goodchild et al., 1996; Okawa and Sampath, 2007; Такешита и др., 2017; Тейлор и Смит, 2004 г.).

   Моделирование, представленное здесь (Рисунок 7), не сильно ограничивает долю однофотонных ответов, которые не могут пройти через синапс с палочко-биполярными клетками. Это связано с тем, что эти симуляции не учитывали изменчивость напряжения однофотонной реакции по напряжению или флуктуации мембранного потенциала из-за непрерывного шума при фототрансдукции. Вместо этого модель началась с оценки динамики высвобождения передатчика во время имитации световой вспышки (рис. 7B), минуя эти восходящие источники шума.Чтобы понять, как этот режим высвобождения передатчика влияет на оптимальное расположение нелинейного порога на стержне для стержневого биполярного синапса, потребуется включить шум в фототрансдукцию и определить, как этот шум (как изменчивость однофотонного отклика, так и непрерывный шум) влияет на наблюдалась временная изменчивость в событиях мультивезикулярного высвобождения.

   Нелинейный механизм пороговой обработки, используемый в палочко-биполярных синапсах, как полагают, происходит до суммирования ответов палочки в соме палочко-биполярных клеток (Field and Rieke, 2002b; Sampath and Rieke, 2004).Ключевым требованием для этого нелинейного порогового значения является то, что уровни глутамата в щели должны поддерживаться на уровнях, достаточно высоких, чтобы поддерживать насыщение рецепторов глутамата палочко-биполярных клеток. Ослабляя насыщение сигнального каскада рецепторов, большее снижение высвобождения глутамата имеет непропорционально большие эффекты (Sampath and Rieke, 2004). Помимо улучшения регулярности, мультивезикулярное высвобождение стержнями может помочь гарантировать, что уровни глутамата остаются достаточно высокими в отдельных синапсах для поддержания насыщения в темноте.

   AII амакриновые клетки обнаруживают синхронизированные мембранные токи в темноте, которые возникают из-за синхронных входов стержней в палочко-биполярные клетки (Grimes et al., 2014). Два палочко-биполярных клеточных дендрита оканчиваются под каждой стержневой лентой в сетчатке мышей (Behrens et al., 2016). Вместе с электрической связью между палочками через колбочки (Jin et al., 2020) общие ответы двух таких биполярных клеток, вызванные крупными мультивезикулярными событиями высвобождения, могут вносить вклад в синхронность между амакриновыми клетками AII.

   Наши предыдущие записи о высвобождении из образца палочек мышей предполагали общую скорость высвобождения при -40 мВ, составляющую ~ 11 об / с при 35 ° C (Hays et al., 2020b). Однако оценки в настоящем исследовании показывают, что истинная частота in vivo до разрыва пластыря может быть вдвое выше средней. Более раннее компьютерное моделирование показало, что, предполагая чисто пуассоновский процесс высвобождения, постсинаптическое обнаружение палочко-биполярными клетками потребует скорости высвобождения палочки 80–100 в / с (Rao et al., 1994; van Rossum and Smith, 1998). В соответствии с этим выводом, наша модель показала, что выброс Пуассона со скоростью 34 в / с не обеспечит уровень производительности, наблюдаемый в палочко-биполярных клетках, если мы не используем необычно длительную продолжительность подавления в 500 мс.

   Вторая стратегия, предложенная для преодоления шума в скорости выпуска, — сделать выпуск более регулярным. При гиперполяризованных мембранных потенциалах мы обнаружили, что высвобождение глутамата из палочек следует распределению Пуассона, аналогичному тому, которое наблюдается во многих других нейронах (Malagon et al., 2016; Miki, 2019). Эта почти повсеместная особенность нейронов была установлена ​​в 1950-х годах Бернардом Кацем, который моделировал события спонтанного высвобождения, чтобы развить квантовую гипотезу нейротрансмиссии (Kavalali, 2015; Kavalali, 2018).Случайные единичные события, наблюдаемые в стержнях, удерживаемых при -40 мВ, также показали распределение интервалов Пуассона. Однако доминирующей особенностью выброса при -40 мВ было появление событий мультивезикулярного выброса, происходящих с довольно регулярными интервалами. Распределение интервалов между мультивезикулярными событиями не могло быть объяснено статистикой Пуассона, и вместо этого было более согласованным с процессом Эрланга, имея CV более узкую, чем ожидалось от процесса Пуассона. Ожидая определенное количество интервалов Пуассона между каждым событием Эрланга, Erlang обрабатывает эффективное усреднение базовых интервалов Пуассона и тем самым снижает изменчивость.Ранее предполагалось, что процесс Эрланга может играть роль в передаче однофотонных ответов от стержней (Schein and Ahmad, 2005; Schein and Ahmad, 2006). Наши экспериментальные данные показали более узкое распределение, чем ожидалось для процесса Пуассона, что соответствует накоплению до 12 событий Пуассона перед каждым событием мультивезикулярного выброса. Кумулятивное время ожидания для пополнения множества везикул в высвобождаемом пуле в основании синаптической ленты обеспечивает возможный механизм достижения Эрланг-подобного процесса для повышения регулярности скорости высвобождения.Предсказания Шейна и Ахмада показали, что для достижения надежного однофотонного обнаружения со скоростью высвобождения 100 в / с на ленту потребуется процесс Эрланга с коэффициентом Эрланга 66 (т. Е. Накопление 66 интервалов Пуассона) (Schein and Ahmad, 2006 г.). Наша модель, которая среди прочего отличалась включением пороговой нелинейности в синапсе биполярных клеток между стержнями, показала, что даже небольшое увеличение регулярности в сочетании с мультивезикулярным высвобождением может улучшить постсинаптическое обнаружение однофотонных событий. .

   Еще одной удивительной характеристикой мультивезикулярного расцепителя стержней была его чувствительность к небольшим изменениям напряжения. Хотя общая скорость высвобождения параллельна изменениям в I _Ca , небольшое изменение гиперполяризующего напряжения вызвало заметные паузы в высвобождении. Средний интервал между событиями упал почти до нуля во время моделирования однофотонного отклика, а не только на ~ 20-25%, как предсказывалось на основании снижения I _Ca . Гиперполяризация мембраны всего на 1 мВ, аналогичная амплитуде однофотонных ответов у палочек приматов (Schneeweis and Schnapf, 1995), также вызвала заметную паузу в высвобождении.Механизмы, которые координируют высвобождение везикул для создания этой исключительной чувствительности, остаются неясными.

   Недавние исследования на мышах, у которых синаптические ленты были удалены путем удаления ключевого ленточного белка, Ribeye, показали удивительно скромный дефицит (Fairless et al., 2020; Okawa et al., 2019). -ассоциированные везикулы (Hays et al., 2020a; Hays et al., 2020b). Одна роль ленты, таким образом, может состоять в том, чтобы помочь организовать пузырьки для обеспечения мультивезикулярного высвобождения, реализуя процесс Эрланга для улучшения кодирования световых ответов вблизи скотопического порога (Schein and Ahmad, 2005).

   Необходимость быстрой рециркуляции везикул является препятствием для стержней, поддерживающих высокие скорости высвобождения. Палочковые сферулы в сетчатке мышей содержат 5800–7500 пузырьков каждая (Zampighi et al., 2011) и поэтому весь пул пузырьков будет истощен примерно за минуту, если высвобождение поддерживается на уровне 100 пузырьков / с. Наши результаты показывают, что стратегия регулярного по времени мультивезикулярного высвобождения, используемая стержнями, обеспечивает эффективные средства кодирования небольших изменений напряжения, чтобы удовлетворить как ограничения на высокие скорости высвобождения, так и требования к надежной передаче сигналов в ленточных синапсах стержней (Sterling and Laughlin, 2015).

   .