โฟตอนคืออะไร?

ที่สอง ไอแซกนิวตัน (1643-1727) แสงประกอบด้วยอนุภาครูปร่าง ทรงกลมขนาดเล็กที่ชนกับพื้นผิวและเกิดการสะท้อนและการหักเหของแสง ปีต่อมากับการศึกษาของ แม่เหล็กไฟฟ้า และผลงานของ เจมส์ แม็กซ์เวลล์ (1831-1879) แสงถูกกำหนดให้เป็น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั่นคือการรวมกันของ a สนามไฟฟ้า และ แม่เหล็ก ตัวแปรที่แพร่กระจายในอวกาศ

เมื่อพบปริมาณเฉพาะในจำนวนเต็มทวีคูณของปริมาณพื้นฐาน (เรียกว่า ควอนตัม) เรียกว่าเป็นการวัดปริมาณ ในศตวรรษที่ 20 Albert Einstein (พ.ศ. 2422-2498) เสนอว่าควรหาปริมาณรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและปริมาณเบื้องต้นที่กำหนดแสงคือโฟตอน

คลื่นหรืออนุภาค?

อย่างไรก็ตาม แสงเป็นประเภทของคลื่นหรืออนุภาคที่พันกันที่แพร่กระจายในอวกาศหรือไม่? คำตอบสำหรับคำถามนั้นน่าสนใจ แสงเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค THE คลื่นอนุภาคความเป็นคู่ของแสง แสดงให้เราเห็นพฤติกรรมสองเท่านี้

แสงผ่านปรากฏการณ์เช่น การหักเหของแสง, กระจาย และ โพลาไรซ์, ลักษณะของคลื่น อย่างไรก็ตามเพื่อให้เข้าใจถึง ตาแมวผลเช่น ต้องพิจารณาว่าประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่า โฟตอน

โฟตอน

คุณ โฟตอน เป็นอนุภาคที่ประกอบเป็นแสงและสามารถกำหนดเป็น "แพ็คเก็ต" ขนาดเล็กที่นำพลังงานที่มีอยู่ในรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ตามคำกล่าวของไอน์สไตน์ โฟตอนต้องมี

ปริมาณพลังงานคงที่กำหนดโดยสมการต่อไปนี้:

ในสมการนี้ และ คือพลังงานของโฟตอน ฉ คือ ความถี่ของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (Hz) และ โฮ และ ค่าคงที่ของพลังค์ซึ่งมีค่า 6.63 x 10 ^{– 34}J.s หรือ 4.14 x 10 ^{– 15} อีวีเอส

ตามคำจำกัดความนี้ ปริมาณพลังงานขั้นต่ำที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต้องมีสอดคล้องกับผลิตภัณฑ์ hf, และค่าพลังงานใดๆ สำหรับการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าต้องเป็นจำนวนเต็มคูณของผลิตภัณฑ์นั้น

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

มวลโฟตอน

ตามที่ไอน์สไตน์กล่าว พลังงานของวัตถุขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับความเร็วของวัตถุ

ในสมการข้างต้น และ คือพลังงานที่ร่างกายสะสม ม คือมวลของธาตุและ ค คือความเร็วแสง เมื่อเทียบสมการนี้กับสมการที่กำหนดพลังงานของโฟตอน เราสามารถกำหนดมวลของมันได้ องค์ประกอบนี้ไม่มีมวลอยู่นิ่ง กล่าวคือ จะไม่มีมวลหากอยู่นิ่ง

โฟตอนมีโมเมนตัม

เมื่อโฟตอนทำปฏิกิริยากับสสาร จะเกิดการถ่ายเทพลังงาน ดังนั้นจึงสามารถกำหนดได้ว่าธาตุนี้มีการเคลื่อนที่เชิงเส้น (p) หรือเรียกอีกอย่างว่า ปริมาณการเคลื่อนไหว.

ในสมการข้างต้น พี คือ ปริมาณการเคลื่อนที่ของโฟตอน โฮ คือค่าคงที่ของพลังค์ (6.63 x 10 ^{– 34}J.s หรือ 4.14 x 10 ^{– 15} eV.s) และ λ คือความยาวคลื่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

โฟตอนในชีวิตประจำวัน

เทคโนโลยีในชีวิตประจำวันบางอย่างทำงานจากการมีปฏิสัมพันธ์กับโฟตอน ที่ โคมไฟ ที่สว่างขึ้นเองเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เรียกว่าเซลล์สุริยะ อุปกรณ์นี้ปล่อยอิเล็กตรอนเมื่อได้รับโฟตอนที่สร้างแสงแดด ที่ กระแสไฟฟ้าเมื่อผ่านขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กที่รักษา วงจร เปิด. ในช่วงกลางคืนเนื่องจากขาดแสงแดดทำให้การไหลของอิเล็กตรอนหยุดชะงักทำให้วงจรปิดและเปิดหลอดไฟ

อีกแอปพลิเคชันหนึ่งคืออุปกรณ์ที่เรียกว่าโฟโตมิเตอร์ ช่างภาพใช้กันอย่างแพร่หลาย อุปกรณ์นี้เป็นเครื่องวัดแสงที่กำหนดความเข้มของแหล่งกำเนิดแสงผ่านการรับโฟตอน

โดย โยอาบ สิลาส
จบฟิสิกส์

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

จูเนียร์, โยอาบ ซีลาส ดา ซิลวา. "โฟตอนคืออะไร"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-fotons.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.