Fotonen. Alt hvad du behøver at vide

Lysfotoner, der rejser i vakuum

Du har helt sikkert nogensinde hørt om fotoner. Mange gange tales det inden for kemi og andre gange i fysik, men hvad er virkelig en foton? Det er en lyspartikel, der formerer sig i et vakuum og bevæger sig. Det er foton, der får elektromagnetisk stråling til at bevæge sig fra et punkt til et andet på de forskellige måder, vi kan se det på.

Gå ikke glip af al den relaterede information om fotonet. Vi forklarer detaljeret de egenskaber, opdagelser og fremskridt, som fotoner har givet inden for videnskaben. Vil du vide mere?

Hvad er en foton?

En fotones energi i rummet

Dette er noget komplekst at forklare godt i en enkelt sætning, som vi har gjort ovenfor i indledningen. Det er en elementær og primær partikel, så at sige, i stand til at bevæge sig gennem et vakuum og transportere al elektromagnetisk stråling. Ordet foton kommer fra foto, hvilket betyder lys. Det vil sige, at en foton også er lys. Vi taler ikke kun om elektromagnetisk stråling, når vi henviser til skadelige ultraviolette stråler, gammastråler fra rummet eller infrarødt lys.

Det skal huskes, at inden for det elektromagnetiske spektrum vi har et område, som vi kender som synligt lys. Dette område bevæger sig mellem 400 og 700 nm og får os til at se det fulde udvalg af farver mellem rød og blå.

Som vi har sagt før, er det meget komplekst at definere ordet foton lige sådan. Faktisk bruges det meste af tiden dette udtryk dagligt, det misbruges. Hvad vi helt sikkert vil sige er, at det er det en partikel, hvis masse forbliver stabil. Takket være denne stabilitet er den i stand til at rejse i vakuum med konstant hastighed. Selvom det kan virke uvirkeligt eller lige ud af ærmet, kan fotoner analyseres på både mikroskopisk og makroskopisk niveau. Når vi ser en lysstråle trænge ind gennem et vindue, ved vi, at fotoner passerer der.

Når det desuden bevæger sig gennem et vakuum, der bærer elektromagnetisk stråling, gør det det samtidig med at det opretholder alle dets bølge- og korpuskulære egenskaber. Nemlig det er i stand til at fungere som om det var en bølge. For eksempel, hvis vi udfører en brydning på en brilleglas, er passagen af ​​fotoner magen til den for en bølge. Når fotonet endelig når stof efter at have rejst gennem et vakuum, vil det forblive endnu en partikel, der opretholder al sin magt uændret.

Egenskaber og opdagelse

Opførsel af en foton som en bølge

Hvis vi udfører eksperimentet med en linse, kan vi kun reflektere en foton under hele den ildfaste proces. Mens du gennemfører eksperimentet, kan du se hvordan fotonet er i stand til at fungere som en bølge og forstyrre sig selv. Men selvom det opfører sig som en bølge, mister det ikke de egenskaber, der gør det til en partikel. Det vil sige, den har en bestemt position og en bevægelsesmængde, der kan kvantificeres.

Vi kan måle de egenskaber, den har som en bølge og som en partikel på samme tid, da de er en del af det samme fænomen. Disse fotoner kan ikke placeres i rummet.

De tænker helt sikkert, at hvem ved hvad jeg siger, for alt virker meget kompliceret. Lad os lære bedre at vide, hvordan fotonet blev opdaget for at afklare et par ting. Som vi ved, var Albert Einstein en stor fysiker (hvis ikke den bedste nogensinde), og han afsatte en del af sine studier til fotoner. Det var han, der kaldte disse partikler, som han kaldte kvante for lys.

Dette skete i begyndelsen af ​​det XNUMX. århundrede. Einstein forsøgte at forklare de eksperimentelle observationer, der ikke passede med de undersøgelser, der havde af lyset. Og man troede, at lys fungerede som en elektromagnetisk bølge og ikke som en strøm af partikler kaldet fotoner (selvom disse igen kan opføre sig som bølger).

Det er så, at Einstein var i stand til at omdefinere udtrykket kvante af lys og acceptere, at den energi, som lyset besidder, er helt afhængig af dens frekvens. Derudover sagen, hvorpå lyset afsættes, og den elektromagnetiske stråling, der bæres af fotonerne er i termisk ligevægt (Derfor kan lys opvarme overflader og genstande).

Fysikere, der har hjulpet med opdagelsen af ​​fotonet

Forskere, der studerede foton

Da dette ikke er noget let at analysere og undersøge (og mindre med teknologien, der eksisterede i det tyvende århundrede og tidligere), var det takket være nogle vigtige fysikers forskning, at lys var kendt som en partikel og ikke som bølger.

En af de fysikere, Einstein stolede på for at udlede hans teori var Max Planck. Denne videnskabsmand måtte arbejde på alle aspekter af lys og defineret dem ved Maxwells ligninger. Problemet, som han ikke kunne løse, var, hvorfor det lys, der blev projiceret på genstande, ankom i små grupper af energi.

Da Einstein introducerede en anden teori med hensyn til, hvad han var vant til, måtte den testes. Faktisk vidste de gennem Compton-effekten, at hypotesen om, at lys var sammensat af fotoner, var sand.

Det er senere, da i 1926 fysiker Gilbert Lewis ændre betegnelsen på kvantum af lys pr. foton. Dette ord kommer fra det græske ord for lys, så det er perfekt at beskrive det.

Dynamik og drift i dag

Farver på det synlige elektromagnetiske spektrum

Fotoner kan udsendes på flere måder. For eksempel, hvis en partikel accelereres med en elektrisk ladning, er dens emission forskellig, da den har andre energiniveauer. Vi kan fjerne foton, får det til at forsvinde med sin antipartikel. Siden opdagelsen af ​​disse førnævnte forskere har forståelsen af ​​fotoner ændret sig enormt.

På nuværende tidspunkt er fysikens love kvasi-symmetriske i rum og tid, så alle de undersøgelser, der udføres på disse lyspartikler, er meget nøjagtige. Da alle ejendomme er kendt i detaljer, tjener de derfor for høj opløsning mikroskopi, fotokemi og endda for måling af afstanden mellem molekyler.

Som du kan se, hjælper forskellige undersøgelser, der blev udført for mere end et århundrede siden, os med at fortsætte med at gå videre med videnskaben i dag.


Vær den første til at kommentere

Efterlad din kommentar

Din e-mailadresse vil ikke blive offentliggjort. Obligatoriske felter er markeret med *

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Control SPAM, management af kommentarer.
  3. Legitimering: Dit samtykke
  4. Kommunikation af dataene: Dataene vil ikke blive kommunikeret til tredjemand, undtagen ved juridisk forpligtelse.
  5. Datalagring: Database hostet af Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheder: Du kan til enhver tid begrænse, gendanne og slette dine oplysninger.