Tentunya Anda pernah mendengar tentang foton. Berkali-kali diucapkan di bidang kimia dan di lain waktu dalam fisika tetapi yang sebenarnya adalah a foton? Ini adalah partikel cahaya yang merambat dalam ruang hampa dan bergerak. Foton inilah yang menyebabkan radiasi elektromagnetik berpindah dari satu titik ke titik lain dengan cara berbeda yang dapat kita lihat.
Jangan lewatkan semua informasi terkait tentang foton. Kami menjelaskan secara rinci karakteristik, penemuan, dan kemajuan yang diberikan foton dalam sains. Apakah anda ingin mengetahui lebih lanjut?
Apa itu foton?
Ini adalah sesuatu yang rumit untuk dijelaskan dengan baik dalam satu kalimat seperti yang telah kita lakukan di atas dalam pendahuluan. Ini adalah partikel dasar dan primal, bisa dikatakan, mampu bergerak melalui ruang hampa, mengangkut semua radiasi elektromagnetik. Kata foton berasal dari kata foto yang artinya cahaya. Artinya, foton juga ringan. Kita tidak hanya berbicara tentang radiasi elektromagnetik ketika kita mengacu pada sinar ultraviolet yang berbahaya, sinar gamma dari luar angkasa, atau sinar infra merah.
Harus diingat bahwa dalam spektrum elektromagnetik kami memiliki area yang kami kenal sebagai cahaya tampak. Area ini bergerak antara 400 dan 700 nm dan itulah yang membuat kita melihat berbagai warna antara merah dan biru.
Seperti yang telah kami katakan sebelumnya, sangat rumit untuk mendefinisikan kata foton begitu saja. Faktanya, istilah ini sering kali digunakan setiap hari, ini disalahgunakan. Apa yang akan kami katakan dengan pasti adalah bahwa itu benar sebuah partikel yang massanya tetap stabil. Berkat stabilitas ini, ia mampu melakukan perjalanan dalam ruang hampa dengan kecepatan konstan. Meskipun tampak tidak nyata atau langsung keluar dari lengan Anda, foton dapat dianalisis pada tingkat mikroskopis dan makroskopik. Artinya, ketika kita melihat seberkas cahaya masuk melalui jendela, kita tahu bahwa foton sedang lewat di sana.
Selanjutnya, saat bergerak melalui ruang hampa yang membawa radiasi elektromagnetik, ia melakukannya sambil mempertahankan semua gelombang dan sifat selnya. Yaitu, itu dapat berfungsi seolah-olah itu adalah gelombang. Misalnya, jika kita melakukan pembiasan pada lensa tontonan, lintasan foton akan berasimilasi dengan gelombang. Ketika foton akhirnya mencapai materi setelah melewati ruang hampa, ia akan tetap menjadi satu partikel lagi yang mempertahankan semua partikelnya kekuasaan tidak berubah.
Properti dan penemuan
Jika kita melakukan percobaan dengan lensa, kita hanya dapat memantulkan satu foton selama seluruh proses refraktori. Saat melakukan percobaan, Anda dapat melihat caranya foton mampu bertindak sebagai gelombang dan mengganggu dirinya sendiri. Namun, meski berperilaku seperti gelombang, ia tidak kehilangan karakteristik yang menjadikannya sebuah partikel. Artinya, ia memiliki posisi tertentu dan sejumlah gerakan yang dapat dikuantifikasi.
Kita dapat mengukur properti yang dimilikinya sebagai gelombang dan sebagai partikel pada saat yang sama karena mereka adalah bagian dari fenomena yang sama. Foton-foton ini tidak dapat ditemukan di luar angkasa.
Tentunya mereka berpikir siapa yang tahu apa yang saya katakan, karena semuanya tampak sangat rumit. Mari mengenal lebih jauh bagaimana foton ditemukan untuk memperjelas beberapa hal. Seperti yang kita ketahui, Albert Einstein adalah fisikawan hebat (jika bukan yang terbaik sepanjang masa) dan dia mengabdikan sebagian studinya pada foton. Dialah yang memberi nama partikel ini, yang dia sebut kuantum cahaya.
Ini terjadi pada awal abad ke-XNUMX. Einstein mencoba menjelaskan pengamatan eksperimental yang tidak sesuai dengan penyelidikan yang dilakukan terhadap cahaya. Dan cahaya itulah yang dianggap bertindak sebagai gelombang elektromagnetik dan bukan sebagai aliran partikel yang disebut foton (meskipun ini pada gilirannya dapat berperilaku sebagai gelombang).
Saat itulah Einstein mampu mendefinisikan kembali istilah kuantum cahaya dan menerima bahwa energi yang dimiliki cahaya sepenuhnya bergantung pada frekuensinya. Selain itu, materi di mana cahaya diendapkan dan radiasi elektromagnetik dibawa oleh foton berada dalam kesetimbangan termal (Karenanya, cahaya dapat memanaskan permukaan dan benda).
Fisikawan yang telah membantu dalam penemuan foton
Karena ini bukanlah sesuatu yang mudah untuk dianalisis dan diselidiki (dan kurang dengan teknologi yang ada pada abad kedua puluh dan sebelumnya), berkat penelitian dari beberapa fisikawan penting bahwa cahaya dikenal sebagai partikel dan bukan sebagai gelombang.
Salah satu fisikawan yang diandalkan Einstein untuk menurunkan teorinya adalah Max Planck. Ilmuwan ini harus mengerjakan semua aspek cahaya dan mendefinisikannya dengan persamaan Maxwell. Masalah yang tidak bisa dia pecahkan adalah mengapa cahaya yang diproyeksikan pada objek tiba dalam kelompok kecil energi.
Ketika Einstein memperkenalkan teori yang berbeda sehubungan dengan apa yang biasa dia lakukan, teori itu harus diuji. Memang, mereka tahu melalui efek Compton bahwa hipotesis bahwa cahaya terdiri dari foton adalah benar.
Itu nanti ketika, pada tahun 1926 fisikawan Gilbert Lewis ubah denominasi kuanta cahaya per foton. Kata ini berasal dari bahasa Yunani yang berarti terang, jadi sangat cocok untuk menggambarkannya.
Dinamika dan operasi hari ini
Foton dapat dipancarkan dengan berbagai cara. Misalnya, jika sebuah partikel dipercepat dengan muatan listrik, emisinya berbeda karena ia memiliki tingkat energi lain. Kami dapat menghapus foton, membuatnya menghilang dengan antipartikelnya. Sejak penemuan para ilmuwan yang disebutkan di atas, pemahaman tentang foton telah sangat berubah.
Saat ini, hukum fisika bersifat kuasi-simetris dalam ruang dan waktu, sehingga semua studi yang dilakukan terhadap partikel cahaya ini sangat tepat. Oleh karena itu, karena semua properti diketahui dengan sangat detail, mereka berfungsi untuk mikroskop resolusi tinggi, fotokimia dan bahkan untuk pengukuran jarak antar molekul.
Seperti yang Anda lihat, berbagai penelitian yang dilakukan lebih dari satu abad yang lalu membantu kita untuk terus maju dengan sains saat ini.