Fotoni in svetloba
Fotoni in svetloba
Na svetlobni strani smo izvedeli, da ima svetloba edinstveno značilnost, da se hkrati obnaša kot val in delci. Nato smo se naučili nekaterih načinov, kako svetloba se obnaša kot val . Zdaj želimo raziskati, kako se tudi svetloba obnaša kot delec. Znanstveniki so poimenovali delce, ki tvorijo svetlobne fotone.Kaj je foton?
V fiziki je foton snop elektromagnetne energije. Je osnovna enota, ki tvori vso svetlobo. Fotoni se včasih imenujejo 'kvant' elektromagnetne energije.
Fotoni naj ne bi bili sestavljeni iz manjših delcev. So osnovna enota narave, imenovana osnovni delec .
Lastnosti fotona
Fotoni imajo nekaj osnovnih lastnosti, ki pomagajo opredeliti, kaj so in kako se obnašajo. Te lastnosti vključujejo:
- Imajo nič maso.
- Nimajo električnega naboja.
- Stabilni so.
- Nosijo energijo in zagon, ki sta odvisna od frekvence.
- Lahko imajo interakcije z drugimi delci, kot so elektroni.
- Mnogo naravnih procesov jih lahko uniči ali ustvari.
- Ko so v praznem prostoru, potujejo s svetlobno hitrostjo.
Fotoni se obnašajo kot delci, saj lahko komunicirajo s snovjo. V nekaterih primerih snov absorbira energijo fotona. V tem primeru se lahko dodatna energija odda kot toplota. Eden od primerov tega je črna streha ceste, ki se segreje na soncu.
Naše oči sodelujejo tudi s fotoni. Ko foton udari v oko, se spremeni v električno energijo, ki se nato prenese v možgane in tvori sliko.
Ko snov absorbira energijo iz fotonov, lahko ta oddaja elektrone. Ta postopek se imenuje fotoelektrični učinek. Fotoelektrični učinek je lastnost svetlobe, ki je ne razloži teorija, da je svetloba val. To je eden glavnih razlogov, da so se znanstveniki odločili, da svetlobo obravnavajo kot val in kot delce.
Planckova konstanta
Razmerje med energijo fotona in njegovo frekvenco lahko opišemo z naslednjo enačbo:
E = hv
kjer je E energija, v frekvenca in h Planckova konstanta. Planckova konstanta je vedno enaka (tj. 'Konstanta') in je enaka 6,62606957 * 10-34 m2 kg / s.
Zabavna dejstva o fotonih
- Ne samo, da je svetloba sestavljena iz fotonov, temveč je vsa elektromagnetna energija (tj. Mikrovalovi, radijski valovi, rentgenski žarki) sestavljena iz fotonov.
- Prvotni koncept fotona je razvil Albert Einstein . Vendar je znanstvenik Gilbert N. Lewis prvi uporabil besedo 'foton', da jo je opisal.
- Teorijo, ki trdi, da se svetloba obnaša kot val in delci, imenujemo teorija dualnosti valov-delcev.
- Fotoni so vedno električno nevtralni. Nimajo električnega naboja.
- Fotoni se ne razpadajo sami.
