Ce este un foton în fizică?

A foton este o particulă de lumină definită ca un pachet discret (sau cuantic) de energie electromagnetică (sau ușoară). Fotonii sunt mereu în mișcare și, într-un vid (un spațiu complet gol), au o viteză constantă de lumină pentru toți observatorii. Fotonii călătoresc cu viteza luminii în vid (mai des numită doar viteza luminii) de c = 2.998 x 10⁸ Domnișoară.

Proprietăți de bază ale fotonilor

Conform teoriei fotonului luminii, fotoni:

• se comportă ca o particulă și o undă, simultan
• deplasați-vă la o viteză constantă, c = 2.9979 x 10⁸ m / s (adică „viteza luminii”), în spațiul gol
• au masă zero și energie de odihnă
• transportă energie și moment, care sunt, de asemenea, legate de frecvență (nu) și lungimea de undă (Lamdba) a undei electromagnetice, exprimată prin ecuație E = h nu și p = h / lambda.
• poate fi distrus / creat atunci când radiația este absorbită / emisă.
• poate avea interacțiuni asemănătoare particulelor (adică coliziuni) cu electroni și alte particule, cum ar fi în efectul Compton în care particulele de lumină se ciocnesc cu atomii, provocând eliberarea electronilor.

Istoria fotonilor

Termenul foton a fost inventat de Gilbert Lewis în 1926, deși conceptul de lumină sub formă de particule discrete a fost în jur de secole și a fost formalizat în construcția Newton a științei opticii.

Cu toate acestea, în anii 1800, proprietățile valului luminii (prin care se înțelege radiații electromagnetice în general) au devenit evident evidente, iar oamenii de știință au aruncat în mod esențial teoria particulelor luminii pe fereastră. Abia după ce Albert Einstein a explicat efectul fotoelectric și a realizat că energia luminii trebuia cuantificată pentru ca teoria particulelor să revină.

Dualitatea de particule de undă pe scurt

După cum am menționat mai sus, lumina are proprietăți atât ale unei unde, cât și ale unei particule. Aceasta a fost o descoperire uluitoare și este cu siguranță în afara domeniului modului în care percepem în mod normal lucrurile. Bilele de biliard acționează ca particule, în timp ce oceanele acționează ca valuri. Fotonii acționează ca o undă și o particulă tot timpul (deși este comun, dar practic incorect, să spunem că este „uneori o undă și alteori o particulă” în funcție de caracteristicile care sunt mai evidente la un moment dat).

Doar unul dintre efectele acestui lucru dualitatea undă-particule (sau dualitate particule-undă) este că fotonii, deși tratați ca particule, pot fi calculați ca având frecvența, lungimea de undă, amplitudinea și alte proprietăți inerente mecanicii de unde.

Fun Photon Facts

Fotonul este o particulă elementară, în ciuda faptului că nu are nicio masă. Nu se poate descompune de unul singur, deși energia fotonului se poate transfera (sau poate fi creată) la interacțiunea cu alte particule. Fotonii sunt neutri din punct de vedere electric și sunt una dintre particulele rare care sunt identice cu antiparticulele lor, antifotonul.

Fotonii sunt particule spin-1 (făcându-le bosoni), cu o axă de rotire care este paralelă cu direcția de deplasare (fie înainte sau înapoi, în funcție de dacă este un foton „stânga” sau „dreapta”). Această caracteristică este ceea ce permite polarizarea luminii.