Hva er fotoner?

Sekund Isaac Newton (1643-1727), var lys sammensatt av korpuskulære partikler, små kuler som kolliderte med overflater og fikk refleksjon og refraksjon. År senere med studiene av elektromagnetisme og bidragene til James Maxwell (1831-1879), ble lys definert som en elektromagnetisk bølge, det vil si en kombinasjon av elektriske felt og magnetisk variabler som forplanter seg i rommet.

Når en mengde bare finnes i heltallsmultipler av en elementær størrelse (kalt kvante), sies det å være kvantifisert. I det 20. århundre, Albert Einstein (1879-1955) foreslo at elektromagnetisk stråling skulle kvantiseres og den grunnleggende størrelsen som definerte lys var foton.

Bølge eller partikkel?

Uansett, er lys en type bølge eller et virvar av partikler som forplanter seg i rommet? Svaret på det spørsmålet er spennende. Lys er både en bølge og en partikkel. DE bølge-partikkel dualitet av lys viser oss denne doble oppførselen.

Lys gjennomgår fenomener som brytning, spredning og polarisering, karakteristisk for bølgene. Imidlertid for å forstå

fotoelektrisk effekt, for eksempel, må det vurderes at det er sammensatt av partikler som kalles fotoner.

fotoner

Du fotoner er partiklene som utgjør lys og kan defineres som små "pakker" som bærer energien i elektromagnetisk stråling. Ifølge Einstein må et foton ha et fast mengde energi, definert av følgende ligning:

I denne ligningen, OG er energien som hører til fotonet, f er frekvensen av elektromagnetisk stråling (Hz) og H og Planck er konstant, som har en verdi på 6,63 x 10 ^{– 34}J.s eller 4,14 x 10 ^{– 15} eV.s.

I henhold til denne definisjonen tilsvarer den minste mengden energi som en elektromagnetisk bølge må ha til produktet h.f, og enhver energiværdi for en elektromagnetisk stråling må være et helt tallmultipel av det produktet.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

fotonmasse

Ifølge Einstein avhenger energien til et objekt av et forhold mellom massen og hastigheten.

I ligningen ovenfor, OG er energien akkumulert av en kropp, m er massen til elementet og ç er lysets hastighet. Ved å ligne denne ligningen med den som definerer energien til et foton, kan vi definere dens masse. Dette elementet har ingen masse i hvile, det vil si at den ikke vil ha masse hvis den er i ro.

Fotoner har fart

Når et foton samhandler med materie, skjer energioverføring, så det kan defineres at dette elementet har lineær bevegelse (p), også kalt mengde bevegelse.

I ligningen ovenfor, P er bevegelsesmengden til fotonet, H er Plancks konstant (6,63 x 10 ^{– 34}J.s eller 4,14 x 10 ^{– 15} eV.s) og λ er bølgelengden til elektromagnetisk stråling.

Fotoner i hverdagen

Noen hverdagsteknologier fungerer fra samspill med fotoner. På lamper som lyser opp av seg selv er koblet til en enhet som kalles solcelle. Dette utstyret frigjør elektroner når de mottar fotonene som utgjør sollys. At elektrisk strøm, når den går gjennom en spole, genererer den et magnetfelt som opprettholder krets åpen. I løpet av natten, med mangel på sollys, avbrytes strømmen av elektroner, noe som får kretsen til å lukke og slå på lampen.

En annen applikasjon er enheten som kalles fotometer. Dette utstyret er mye brukt av fotografer og er en lysmåler som bestemmer intensiteten til en lyskilde gjennom fotonmottak.

Av Joab Silas
Uteksamen i fysikk

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

JUNIOR, Joab Silas da Silva. "Hva er fotoner?"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fotons.htm. Tilgang 27. juni 2021.