Am învâțat în articolul despre lumină că lumina are caracteristica unică de a se comporta și ca undă și ca particulă, în același timp. Apoi am aflat despre unele moduri în care lumina se comportă ca o undă. Acum vom explora cum lumina se comportă și ca particulă. Cercetătorii au denumit particulele care formează lumina fotoni.
Ce este un foton?
În fizică, un foton este un grup de energie electromagnetică. Fotonul este unitatea de bază care formează toată lumina. Fotonul este câteodată menționat ca o „mulțime” de energie electromagnetică
Despre fotoni se crede că nu sunt formați din particule mai mici. Aceștia sunt o singură unitate de bază în natură, o particulă elementară.
Proprietățile unui foton
Fotonii au câteva proprietăți de bază care ajută la identificarea a ceea ce sunt și cum se comportă. Aceste proprietăți includ:
- Au zero masă
- Nu au încărcătură electrică
- Sunt stabili
- Poartă enegie și momentum care sunt dependente de frecvență
- Pot avea interacțiuni cu alte particule, precum electronii
- Pot fi distruși sau creați prin multe procese naturale
- În vid, fotonii călătoresc cu viteza luminii
Fotonii interacționează cu materia
Fotonii se comportă ca particule în sensul că pot interacționa cu materia. În unele cazuri, energia fotonului este absorbită de către materie. În acest caz, enegia în plus poate fi emisă ca și căldură. Un exemplu în acest sens este suprafața asfaltului care se încinge în bătaia soarelui.
Ochii noștri interacționează de asemenea cu fotonii. Când un foton ajunge la ochi, acesta se transformă în energie electrică care este la rândul ei transmisă către creier pentru a forma o imagine.
Când energia din fotoni este absorbită de către materie, materia poate emite electroni. Acest proces este numit efectul fotoelectric. Efectul fotoelectric este o proprietate a luminii care nu este explicată de teoria luminii ca undă. Acesta este unul dintre motivele principale pentru care oamenii de știință aleg să trateze lumina atât ca undă cât și ca un grup de particule.
Constanta lui Planck
Relația dintre energia unui foton și frecvența lui poate fi descrisă de următoarea ecuație:
unde E este energie, v este frecvență și h este constanta lui Plank. Constanta lui Plank este întotdeauna aceeași și este egală cu 6.62606957 * 10-34 m2 kg / s.
Curiozități despre fotoni
- Nu numai că lumina este făcută din fotoni, dar toată energia electromagnetică (microundele, undele radio, razele X) este făcută din fotoni.
- Conceptul original al fotonului a fost dezvoltat de Albert Einstein, însă cercetătorul Gilbert N. Lewis a fost primul care a folosit cuvântul „foton” pentru a-l descrie.
- Teoria care spune că lumina se comportă și ca undă și ca particulă se numește dualismul undă-particulă.
- Fotonii sunt întotdeauna neutri electric. Nu au încărcătură electrică.
- Fotonii nu se dezintegrează de unii singuri.
