فوتون و نور
فوتون و نور
در صفحه نور فهمیدیم که نور دارای ویژگی منحصر به فردی است که می تواند همزمان مانند موج و ذره رفتار کند. سپس برخی از راه های آن را آموختیم نور مانند موج رفتار می کند . اکنون می خواهیم بررسی کنیم که نور چگونه مانند ذره رفتار می کند. دانشمندان ذرات سازنده فوتون های نور را نامگذاری کرده اند.فوتون چیست؟
در فیزیک ، فوتون مجموعه ای از انرژی الکترومغناطیسی است. این واحد اساسی است که تمام نور را تشکیل می دهد. از فوتون گاهی اوقات به عنوان 'کوانتوم' انرژی الکترومغناطیسی یاد می شود.
تصور نمی شود که فوتون ها از ذرات کوچکتر تشکیل شده باشند. آنها یک واحد اساسی طبیعت به نام an هستند ذره ابتدایی .
خصوصیات فوتون
فوتون ها دارای برخی از خصوصیات اساسی هستند که به تعریف آنها و رفتار آنها کمک می کند. این خواص عبارتند از:
- آنها جرم صفر دارند.
- آنها هیچ بار الکتریکی ندارند.
- آنها پایدار هستند.
- آنها حامل انرژی و حرکت هستند که به فرکانس بستگی دارد.
- آنها می توانند با ذرات دیگر مانند الکترون برهم کنش داشته باشند.
- آنها می توانند توسط بسیاری از فرآیندهای طبیعی از بین بروند یا ایجاد شوند.
- وقتی در فضای خالی هستند ، آنها با سرعت نور حرکت می کنند.
فوتونها از این نظر که می توانند با ماده ماده متقابل رفتار کنند مانند ذرات رفتار می کنند در بعضی موارد انرژی فوتون توسط ماده جذب می شود. در این حالت ممکن است انرژی اضافی به صورت گرما ساطع شود. یک نمونه از این موارد ، سیاه شدن جاده در معرض آفتاب است.
چشمان ما همچنین با فوتونها ارتباط برقرار می کنند. هنگامی که یک فوتون به چشم برخورد می کند ، به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و سپس به مغز منتقل می شود تا تصویر ایجاد کند.
وقتی انرژی فوتون ها توسط ماده جذب می شود ، ماده می تواند الکترون ساطع کند. این فرآیند را اثر فوتوالکتریک می نامند. اثر فوتوالکتریک خاصیتی از نور است که با تئوری موج بودن نور توضیح داده نمی شود. این یکی از اصلی ترین دلایلی است که دانشمندان انتخاب کردند نور را هم به صورت موج و هم به عنوان جریان ذرات در نظر بگیرند.
ثابت پلانک
رابطه بین انرژی فوتون و فرکانس آن را می توان با معادله زیر توصیف کرد:
E = hv
جایی که E انرژی است ، v فرکانس است و h ثابت پلانک است. ثابت پلانک همیشه یکسان است (یعنی 'ثابت') و برابر با 6.62606957 * 10-34 متر مربع در کیلوگرم بر ثانیه است.
حقایق جالب درباره فوتون ها
- نور نه تنها از فوتون تشکیل شده است ، بلکه تمام انرژی الکترومغناطیسی (به عنوان مثال مایکروویو ، امواج رادیویی ، اشعه X) از فوتون تشکیل شده است.
- مفهوم اصلی فوتون توسط آلبرت انیشتین . با این حال ، این دانشمند گیلبرت ن. لوئیس بود که برای اولین بار از کلمه 'فوتون' استفاده کرد.
- نظریه ای که بیان می کند نور هم مانند موج و هم ذره رفتار می کند ، تئوری دوگانگی موج و ذره نامیده می شود.
- فوتون ها همیشه از نظر الکتریکی خنثی هستند. آنها هیچ بار الکتریکی ندارند.
- فوتونها به خودی خود تحلیل نمی روند.
