ثانية إسحاق نيوتن (1643-1727) ، كان الضوء يتألف من جسيمات جسمية ، وهي كرات صغيرة تصطدم بالأسطح وعانت من الانعكاس والانكسار. بعد سنوات مع دراسات الكهرومغناطيسية ومساهمات جيمس ماكسويل (1831-1879) ، تم تعريف الضوء على أنه أ موجه كهرومغناطيسية، وهذا هو مزيج من المجالات الكهربائية و مغناطيسي المتغيرات التي تنتشر في الفضاء.
عندما يتم العثور على كمية فقط في مضاعفات عدد صحيح لكمية أولية (تسمى الكم) ، يقال أنها كمية. في القرن 20th، البرت اينشتاين (1879-1955) اقترح أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يجب أن يكون كميًا وأن الكمية الأولية التي تحدد الضوء هي الفوتون.
موجة أم جسيم؟
على أي حال ، هل الضوء نوع من الموجة أم مجموعة متشابكة من الجسيمات التي تنتشر في الفضاء؟ الجواب على هذا السؤال مثير للفضول. الضوء عبارة عن موجة وجسيم. ال ازدواجية الضوء الموجي والجسيم يظهر لنا هذا السلوك المزدوج.
الضوء يخضع لظواهر مثل الانكسار, تشتيت انتشار و الاستقطاب، خاصية الأمواج. ومع ذلك ، لفهم التأثير الكهروضوئي، على سبيل المثال ، يجب اعتبار أنه يتكون من جسيمات تسمى الفوتونات.
الفوتونات
أنت الفوتونات هي الجسيمات التي يتكون منها الضوء ويمكن تعريفها على أنها "رزم" صغيرة تحمل الطاقة الموجودة في الإشعاع الكهرومغناطيسي. وفقًا لأينشتاين ، يجب أن يمتلك الفوتون a
كمية ثابتة من الطاقة، المعرفة بالمعادلة التالية:
في هذه المعادلة ، و هي الطاقة التي تنتمي إلى الفوتون ، F هو تردد الإشعاع الكهرومغناطيسي (هرتز) و ح و ال ثابت بلانك، والتي تبلغ قيمتها 6.63 × 10 – 34J.s أو 4.14 x 10 – 15 eV.s.
وفقًا لهذا التعريف ، فإن الحد الأدنى من الطاقة التي يجب أن تمتلكها الموجة الكهرومغناطيسية يتوافق مع المنتج ح. وأي قيمة للطاقة للإشعاع الكهرومغناطيسي يجب أن تكون عددًا صحيحًا مضاعفًا لهذا المنتج.
كتلة الفوتون
وفقًا لأينشتاين ، تعتمد طاقة الجسم على العلاقة بين كتلته وسرعته.
في المعادلة أعلاه ، و هي الطاقة المتراكمة في الجسم ، م هي كتلة العنصر و ç هي سرعة الضوء. من خلال مساواة هذه المعادلة بالمعادلة التي تحدد طاقة الفوتون ، يمكننا تحديد كتلته. هذا العنصر ليس له كتلة في حالة السكون ، أي أنه لن يكون له كتلة إذا كان في حالة سكون.
الفوتونات لها زخم
عندما يتفاعل الفوتون مع المادة ، يحدث نقل للطاقة ، لذلك يمكن تعريف أن هذا العنصر له حركة خطية (p) ، وتسمى أيضًا مقدار الحركة.
في المعادلة أعلاه ، ص هي مقدار حركة الفوتون ، ح ثابت بلانك (6.63 × 10 – 34J.s أو 4.14 x 10 – 15 eV.s) و هو الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي.
الفوتونات في الحياة اليومية
تعمل بعض التقنيات اليومية من التفاعل مع الفوتونات. في مصابيح التي تضيء من تلقاء نفسها متصلة بجهاز يسمى الخلية الكهروضوئية. يطلق هذا الجهاز الإلكترونات عند استقبال الفوتونات التي تشكل ضوء الشمس. الذي - التي التيار الكهربائي، عند المرور عبر ملف ، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا يحافظ على دائرة كهربائية افتح. أثناء الليل ، مع قلة ضوء الشمس ، ينقطع تدفق الإلكترونات ، مما يؤدي إلى إغلاق الدائرة وتشغيل المصباح.
تطبيق آخر هو جهاز يسمى مقياس الضوء. تستخدم هذه المعدات على نطاق واسع من قبل المصورين ، وهي عبارة عن مقياس ضوئي يحدد شدة مصدر الضوء من خلال استقبال الفوتون.
بقلم جواب سيلاس
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fotons.htm
