שְׁנִיָה אייזק ניוטון (1643-1727), האור הורכב מחלקיקים גופניים, כדורים קטנים שהתנגשו במשטחים וסבלו מהשתקפות ושבירה. שנים אחר כך עם הלימודים של אלקטרומגנטיות והתרומות של ג'יימס מקסוול (1831-1879), האור הוגדר כ- גל אלקטרומגנטיכלומר שילוב של שדות חשמליים ו מַגנֶטִי משתנים שמתפשטים בחלל.
כאשר כמות נמצאת רק בכפולות שלמות של כמות אלמנטרית (הנקראת קוונטית), אומרים שהוא מכמת. במאה ה -20, אלברט איינשטיין (1879-1955) הציע לכמת קרינה אלקטרומגנטית והכמות האלמנטרית שהגדירה את האור הייתה הפוטון.
גל או חלקיק?
ובכלל, האם אור הוא סוג של גל או סבך של חלקיקים שמתפשטים בחלל? התשובה לשאלה זו מסקרנת. האור הוא גם גל וגם חלקיק. ה דואליות של חלקיקי גל מראה לנו את ההתנהגות הכפולה הזו.
האור עובר תופעות כמו שבירה, הִתפַּזְרוּת ו קיטוב, אופייני לגלים. עם זאת, כדי להבין את אפקט פוטואלקטרי, למשל, יש לקחת בחשבון שהוא מורכב מחלקיקים הנקראים פוטונים.
פוטונים
אתה פוטונים הם החלקיקים המרכיבים אור וניתן להגדירם כ"חבילות "קטנות הנושאות את האנרגיה הכלולה בקרינה אלקטרומגנטית. לדברי איינשטיין, לפוטון חייב להיות כמות קבועה של אנרגיה, המוגדר על ידי המשוואה הבאה:
במשוואה זו, AND האם האנרגיה השייכת לפוטון, f הוא תדירות הקרינה האלקטרומגנטית (Hz) ו- ה וה פלאנק קבוע, שערכו 6.63 x 10 – 34J.s או 4.14 x 10 – 15 eV.s.
על פי הגדרה זו, כמות האנרגיה המינימלית שיש לגל אלקטרומגנטי חייבת להיות תואמת למוצר h.f, וכל ערך אנרגיה לקרינה אלקטרומגנטית חייב להיות מכפיל שלם של אותו מוצר.
מסת פוטון
לדברי איינשטיין, האנרגיה של אובייקט תלויה בקשר בין מסתו למהירותו.
במשוואה לעיל, AND האם האנרגיה שנצברת על ידי גוף, M הוא המסה של היסוד ו ç היא מהירות האור. על ידי השוואת משוואה זו לזו המגדירה את האנרגיה של פוטון, אנו יכולים להגדיר את מסתו. לאלמנט זה אין מסה במנוחה, כלומר, לא תהיה לו מסה אם הוא במנוחה.
לפוטונים יש מומנטום
כאשר פוטון מתקשר עם חומר, מתרחשת העברת אנרגיה, כך שניתן להגדיר שלאלמנט זה יש תנועה לינארית (p), הנקראת גם כמות תנועה.
במשוואה לעיל, פ היא כמות התנועה של הפוטון, ה הוא הקבוע של פלאנק (6.63 x 10 – 34J.s או 4.14 x 10 – 15 eV.s) ו- λ הוא אורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית.
פוטונים בחיי היומיום
חלק מהטכנולוגיות היומיומיות עובדות מאינטראקציה עם פוטונים. בְּ מנורות שהאור בפני עצמו מחובר למכשיר שנקרא תא פוטו-וולטאי. ציוד זה משחרר אלקטרונים בעת קבלת הפוטונים המרכיבים את אור השמש. זֶה זרם חשמלי, כאשר הוא עובר דרך סליל, הוא מייצר שדה מגנטי השומר על ה- מעגל חשמלי לִפְתוֹחַ. במהלך הלילה, עם חוסר באור שמש, זרימת האלקטרונים נקטעת וגורמת למעגל להיסגר ולהדליק את המנורה.
יישום נוסף הוא המכשיר הנקרא פוטומטר. נעשה שימוש נרחב על ידי צלמים, ציוד זה הוא מד אור הקובע את עוצמת מקור האור באמצעות קליטת פוטונים.
מאת ג'ואב סילאס
בוגר פיזיקה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fotons.htm