Ce sunt fotonii?

Al doilea Isaac Newton (1643-1727), lumina era compusă din particule corpusculare, sfere mici care se ciocneau de suprafețe și sufereau reflexie și refracție. Ani mai târziu cu studiile de electromagnetism și contribuțiile James Maxwell (1831-1879), lumina a fost definită ca a undă electromagnetică, adică o combinație de câmpuri electrice și magnetic variabile care se propagă în spațiu.

Când o cantitate se găsește numai în multipli întregi ai unei mărimi elementare (numită cuantic), se spune că este cuantificat. În secolul XX, Albert Einstein (1879-1955) au propus ca radiația electromagnetică să fie cuantificată și cantitatea elementară care a definit lumina a fost fotonul.

Val sau particulă?

Oricum, lumina este un tip de undă sau o încurcătură de particule care se propagă în spațiu? Răspunsul la această întrebare este interesant. Lumina este atât o undă, cât și o particulă. THE dualitatea undă-particulă a luminii ne arată acest comportament dublu.

Lumina suferă fenomene precum refracţie, dispersie

și polarizare, caracteristic valurilor. Cu toate acestea, pentru a înțelege efect fotoelectric, de exemplu, trebuie considerat că este compus din particule numite fotoni.

fotoni

Tu fotoni sunt particulele care alcătuiesc lumina și pot fi definite ca „pachete” mici care transportă energia conținută de radiația electromagnetică. Potrivit lui Einstein, un foton trebuie să aibă un cantitate fixă ​​de energie, definit prin următoarea ecuație:

În această ecuație, ȘI este energia aparținând fotonului, f este frecvența radiației electromagnetice (Hz) și H si Constanta lui Planck, care are o valoare de 6,63 x 10 ^{– 34}J.s sau 4,14 x 10 ^{– 15} eV.s.

Conform acestei definiții, cantitatea minimă de energie pe care trebuie să o aibă o undă electromagnetică corespunde produsului h.f, iar orice valoare energetică pentru o radiație electromagnetică trebuie să fie un multiplu întreg al produsului respectiv.

Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)

masa fotonică

Potrivit lui Einstein, energia unui obiect depinde de o relație între masa și viteza sa.

În ecuația de mai sus, ȘI este energia acumulată de un corp, m este masa elementului și ç este viteza luminii. Echivalând această ecuație cu cea care definește energia unui foton, putem defini masa acestuia. Acest element nu are masă în repaus, adică nu va avea masă dacă este în repaus.

Fotonii au impuls

Când un foton interacționează cu materia, are loc transferul de energie, deci se poate defini că acest element are mișcare liniară (p), numită și cantitatea de mișcare.

În ecuația de mai sus, P este cantitatea de mișcare a fotonului, H este constanta lui Planck (6,63 x 10 ^{– 34}J.s sau 4,14 x 10 ^{– 15} eV.s) și λ este lungimea de undă a radiației electromagnetice.

Fotoni în viața de zi cu zi

Unele tehnologii de zi cu zi lucrează din interacțiunea cu fotonii. La lămpi care se aprind singure sunt conectate la un dispozitiv numit celulă fotovoltaică. Acest echipament eliberează electroni când recepționează fotonii care formează lumina soarelui. Acea curent electric, când trece printr-o bobină, generează un câmp magnetic care menține circuit deschis. În timpul nopții, cu lipsa luminii solare, fluxul de electroni este întrerupt, determinând închiderea circuitului și aprinderea lămpii.

O altă aplicație este dispozitivul numit fotometru. Utilizat pe scară largă de fotografi, acest echipament este un contor de lumină care determină intensitatea unei surse de lumină prin recepția fotonului.

De Joab Silas
Absolvent în fizică

Doriți să faceți referire la acest text într-o școală sau într-o lucrare academică? Uite:

JUNIOR, Joab Silas da Silva. „Ce sunt fotonii?”; Școala din Brazilia. Disponibil in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fotons.htm. Accesat la 27 iunie 2021.