Fotonai ir šviesa
Fotonai ir šviesa
Šviesos puslapyje sužinojome, kad šviesa turi unikalią savybę elgtis kaip banga ir dalelė vienu metu. Tada mes sužinojome keletą būdų šviesa elgiasi kaip banga . Dabar norime ištirti, kaip šviesa taip pat elgiasi kaip dalelė. Mokslininkai įvardijo daleles, kurios sudaro šviesos fotonus.Kas yra fotonas?
Fizikoje fotonas yra elektromagnetinės energijos pluoštas. Tai yra pagrindinis vienetas, kuris sudaro visą šviesą. Fotonas kartais vadinamas elektromagnetinės energijos „kvantu“.
Manoma, kad fotonai nėra sudaryti iš mažesnių dalelių. Jie yra pagrindinis gamtos vienetas, vadinamas an elementarioji dalelė .
Fotono savybės
Fotonai turi keletą pagrindinių savybių, kurios padeda apibrėžti, kokie jie yra ir kaip jie elgiasi. Šios savybės apima:
- Jie neturi nulinės masės.
- Jie neturi elektros krūvio.
- Jie stabilūs.
- Jie neša energiją ir impulsą, kurie priklauso nuo dažnio.
- Jie gali sąveikauti su kitomis dalelėmis, tokiomis kaip elektronai.
- Juos gali sunaikinti arba sukurti daugybė natūralių procesų.
- Būdami tuščioje erdvėje, jie keliauja šviesos greičiu.
Fotonai elgiasi kaip dalelės, nes gali sąveikauti su materija. Kai kuriais atvejais materija sugeria fotono energiją. Tokiu atveju papildoma energija gali būti išskiriama kaip šiluma. Vienas iš to pavyzdžių yra juodos kelio dangos kaitinimas saulėje.
Mūsų akys taip pat sąveikauja su fotonais. Kai fotonas patenka į akį, jis virsta elektros energija, kuri tada perduodama smegenims, kad susidarytų vaizdas.
Kai materija sugeria fotonų energiją, medžiaga gali išskirti elektronus. Šis procesas vadinamas fotoelektriniu efektu. Fotoelektrinis efektas yra šviesos savybė, kurios nepaaiškina teorija, kad šviesa yra banga. Tai yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl mokslininkai pasirinko šviesą traktuoti ir kaip bangą, ir kaip dalelių srautą.
Plancko pastovioji
Ryšį tarp fotono energijos ir jo dažnio galima apibūdinti šia lygtimi:
E = hv
kur E yra energija, v yra dažnis ir h yra Plancko konstanta. Plancko konstanta visada yra ta pati (t. Y. „Konstanta“) ir lygi 6,62606957 * 10–34 m2 kg / s.
Įdomūs faktai apie fotonus
- Šviesą sudaro ne tik fotonai, bet ir visa elektromagnetinė energija (t. Y. Mikrobangos, radijo bangos, rentgeno spinduliai) yra fotonai.
- Pradinę fotono koncepciją sukūrė Albertas Einšteinas . Tačiau jį apibūdinti pirmiausia mokslininkas Gilbertas N. Lewisas pavartojo žodį „fotonas“.
- Teorija, teigianti, kad šviesa elgiasi ir kaip banga, ir dalelė, vadinama bangos ir dalelės dvilypumo teorija.
- Fotonai visada yra elektriškai neutralūs. Jie neturi elektros krūvio.
- Fotonai savaime nesuyra.
