ഫോട്ടോൺ. നിങ്ങൾ അറിയേണ്ടതെല്ലാം

തീർച്ചയായും നിങ്ങൾ ഫോട്ടോണുകളെക്കുറിച്ച് കേട്ടിട്ടുണ്ട്. രസതന്ത്ര മേഖലയിലും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മറ്റ് സമയങ്ങളിലും ഇത് പലതവണ സംസാരിക്കപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ ശരിക്കും എന്താണ് ഫോട്ടോൺ? ഇത് ഒരു ശൂന്യതയിൽ പ്രചരിപ്പിക്കുകയും ചലിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ ഒരു കണമാണ്. ഫോട്ടോണാണ് വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയുന്ന വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ ഒരു ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് നീങ്ങുന്നത്.

ഫോട്ടോണുമായി ബന്ധപ്പെട്ട എല്ലാ വിവരങ്ങളും നഷ്‌ടപ്പെടുത്തരുത്. ശാസ്ത്രത്തിൽ ഫോട്ടോണുകൾ നൽകിയ സവിശേഷതകളും കണ്ടെത്തലുകളും മുന്നേറ്റങ്ങളും ഞങ്ങൾ വിശദമായി വിവരിക്കുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ അറിയണോ?

എന്താണ് ഫോട്ടോൺ?

ആമുഖത്തിൽ ഞങ്ങൾ മുകളിൽ ചെയ്തതുപോലെ ഒരൊറ്റ വാക്യത്തിൽ നന്നായി വിശദീകരിക്കാൻ ഇത് സങ്കീർണ്ണമായ ഒന്നാണ്. ഇത് ഒരു പ്രാഥമികവും പ്രാഥമികവുമായ കണമാണ്, അതിനാൽ സംസാരിക്കാൻ, എല്ലാ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണങ്ങളും കടത്തിക്കൊണ്ട് ഒരു ശൂന്യതയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയും. ഫോട്ടോൺ എന്ന വാക്ക് വെളിച്ചം എന്നർത്ഥം വരുന്ന ഫോട്ടോയിൽ നിന്നാണ്. അതായത്, ഒരു ഫോട്ടോണും പ്രകാശമാണ്. ദോഷകരമായ അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികൾ, ബഹിരാകാശത്തു നിന്നുള്ള ഗാമാ കിരണങ്ങൾ, ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശം എന്നിവയെ പരാമർശിക്കുമ്പോൾ നമ്മൾ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം മാത്രമല്ല സംസാരിക്കുന്നത്.

വൈദ്യുതകാന്തിക സ്പെക്ട്രത്തിനുള്ളിൽ അത് ഓർക്കണം ദൃശ്യപ്രകാശം എന്ന് നമുക്കറിയാവുന്ന ഒരു പ്രദേശമുണ്ട്. ഈ പ്രദേശം 400 മുതൽ 700 എൻ‌എം വരെ നീങ്ങുന്നു, ചുവപ്പും നീലയും തമ്മിലുള്ള നിറങ്ങളുടെ പൂർണ്ണ ശ്രേണി കാണാൻ ഇത് ഞങ്ങളെ സഹായിക്കുന്നു.

നമ്മൾ മുമ്പ് പറഞ്ഞതുപോലെ, ഫോട്ടോൺ എന്ന പദം നിർവചിക്കുന്നത് വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്. വാസ്തവത്തിൽ, ഈ പദം ദിവസേന ഉപയോഗിക്കുന്ന മിക്ക സമയവും ഇത് ദുരുപയോഗം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. നാം ഉറപ്പായും പറയും, അതാണ് പിണ്ഡം സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു കണിക. ഈ സ്ഥിരതയ്ക്ക് നന്ദി, സ്ഥിരമായ വേഗതയിൽ ഒരു ശൂന്യതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ ഇത് പ്രാപ്തമാണ്. ഇത് നിങ്ങളുടെ സ്ലീവിൽ നിന്ന് യാഥാർത്ഥ്യമോ നേരെയോ ആണെന്ന് തോന്നുമെങ്കിലും, ഫോട്ടോണുകളെ മൈക്രോസ്കോപ്പിക്, മാക്രോസ്കോപ്പിക് തലങ്ങളിൽ വിശകലനം ചെയ്യാൻ കഴിയും. അതായത്, ഒരു ജാലകത്തിലൂടെ പ്രകാശകിരണം പ്രവേശിക്കുന്നത് കാണുമ്പോൾ, ഫോട്ടോണുകൾ അവയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നുവെന്ന് നമുക്കറിയാം.

കൂടാതെ, വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം വഹിക്കുന്ന ഒരു ശൂന്യതയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ എല്ലാ തരംഗങ്ങളും കോർപ്പസ്കുലർ ഗുണങ്ങളും നിലനിർത്തിക്കൊണ്ടുതന്നെ അത് ചെയ്യുന്നു. അതായത്, അതിന് ഒരു തരംഗം പോലെ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഞങ്ങൾ ഒരു കണ്ണട ലെൻസിൽ ഒരു റിഫ്രാക്ഷൻ നടത്തുകയാണെങ്കിൽ, ഫോട്ടോണുകളുടെ കടന്നുപോകൽ ഒരു തരംഗത്തിലേക്ക് സ്വാംശീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഒരു ശൂന്യതയിലൂടെ സഞ്ചരിച്ച ശേഷം ഫോട്ടോൺ ഒടുവിൽ ദ്രവ്യത്തിലെത്തുമ്പോൾ, അത് അതിന്റെ എല്ലാ ഘടകങ്ങളും നിലനിർത്തുന്ന ഒരു കണികയായി തുടരും .ർജ്ജം മാറ്റമില്ല.

ഗുണങ്ങളും കണ്ടെത്തലും

ഒരു ലെൻസ് ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ പരീക്ഷണം നടത്തുകയാണെങ്കിൽ, മുഴുവൻ റിഫ്രാക്ടറി പ്രക്രിയയിലും നമുക്ക് ഒരു ഫോട്ടോൺ മാത്രമേ പ്രതിഫലിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ. പരീക്ഷണം നടത്തുമ്പോൾ, എങ്ങനെയെന്ന് നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും ഒരു തരംഗമായി പ്രവർത്തിക്കാനും സ്വയം ഇടപെടാനും ഫോട്ടോണിന് കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, അത് ഒരു തരംഗമായി പെരുമാറുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അതിനെ ഒരു കണികയാക്കുന്ന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ നഷ്ടപ്പെടുന്നില്ല. അതായത്, ഇതിന് ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട സ്ഥാനവും അളക്കാനുള്ള ചലനത്തിന്റെ അളവും ഉണ്ട്.

ഒരേ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ ഭാഗമായതിനാൽ ഒരേ സമയം ഒരു തരംഗമായും ഒരു കണമായും ഉള്ള ഗുണങ്ങളെ നമുക്ക് അളക്കാൻ കഴിയും. ഈ ഫോട്ടോണുകൾ ബഹിരാകാശത്ത് സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയില്ല.

എല്ലാം വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണെന്ന് തോന്നുന്നതിനാൽ ഞാൻ എന്താണ് പറയുന്നതെന്ന് ആർക്കറിയാം എന്ന് അവർ തീർച്ചയായും ചിന്തിക്കുന്നു. കുറച്ച് കാര്യങ്ങൾ വ്യക്തമാക്കുന്നതിനായി ഫോട്ടോൺ കണ്ടെത്തിയതെങ്ങനെ എന്നതിനെക്കുറിച്ച് കൂടുതലറിയാം. നമുക്കറിയാവുന്നതുപോലെ, ആൽബർട്ട് ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ ഒരു മികച്ച ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്നു (എക്കാലത്തേയും മികച്ചവനല്ലെങ്കിൽ) അദ്ദേഹം തന്റെ പഠനത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം ഫോട്ടോണുകൾക്കായി നീക്കിവച്ചു. ഈ കണങ്ങൾക്ക് ഒരു പേര് നൽകിയത് അവനാണ്, അതിനെ പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം എന്ന് വിളിച്ചു.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഇത് സംഭവിച്ചു. വെളിച്ചത്തിന്റെ അന്വേഷണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാത്ത പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ ശ്രമിക്കുകയായിരുന്നു. പ്രകാശം ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗമായിട്ടാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, ഫോട്ടോണുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന കണങ്ങളുടെ പ്രവാഹമായിട്ടല്ല (ഇവ തിരമാലകളായി പ്രവർത്തിക്കുമെങ്കിലും).

അപ്പോഴാണ് ഐൻ‌സ്റ്റീന് പ്രകാശത്തിന്റെ അളവ് പുനർ‌നിർവചിക്കാനും പ്രകാശത്തിന്റെ energy ർജ്ജം അതിന്റെ ആവൃത്തിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് അംഗീകരിക്കാനും കഴിയുന്നത്. കൂടാതെ, പ്രകാശം നിക്ഷേപിക്കുന്ന കാര്യവും ഫോട്ടോണുകൾ വഹിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണവും താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലാണ് (അതിനാൽ, പ്രകാശത്തിന് ഉപരിതലങ്ങളെയും വസ്തുക്കളെയും ചൂടാക്കാൻ കഴിയും).

ഫോട്ടോൺ കണ്ടെത്തുന്നതിന് സഹായിച്ച ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ

ഇത് വിശകലനം ചെയ്യാനും അന്വേഷിക്കാനും എളുപ്പമുള്ള ഒന്നല്ല (ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിലും അതിനുമുമ്പും നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ കുറവാണ്), ചില പ്രധാന ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ഗവേഷണത്തിന് നന്ദി, പ്രകാശത്തെ ഒരു കണികയാണെന്നും തിരമാലകളല്ലെന്നും അറിയപ്പെട്ടു.

ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരിൽ ഒരാളായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ സിദ്ധാന്തം മാക്സ് പ്ലാങ്ക്. ഈ ശാസ്ത്രജ്ഞന് പ്രകാശത്തിന്റെ എല്ലാ വശങ്ങളിലും പ്രവർത്തിക്കേണ്ടതുണ്ട് മാക്സ്വെല്ലിന്റെ സമവാക്യങ്ങളാൽ അവ നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു. അവന് പരിഹരിക്കാൻ കഴിയാത്ത പ്രശ്നം എന്തുകൊണ്ടാണ് വസ്തുക്കളിൽ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രകാശം ചെറിയ ഗ്രൂപ്പുകളിൽ എത്തുന്നത്.

താൻ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഐൻ‌സ്റ്റൈൻ മറ്റൊരു സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ, അത് പരീക്ഷിക്കേണ്ടതുണ്ട്. വെളിച്ചം ഫോട്ടോണുകളാൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു എന്ന അനുമാനം ശരിയാണെന്ന് കോംപ്റ്റൺ പ്രഭാവത്തിലൂടെ അവർക്ക് അറിയാമായിരുന്നു.

പിന്നീട് 1926 ൽ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഗിൽബർട്ട് ലൂയിസ് ഒരു ഫോട്ടോണിന് പ്രകാശത്തിന്റെ അളവ് മാറ്റുക. ഈ വാക്ക് വെളിച്ചത്തിനായുള്ള ഗ്രീക്ക് പദത്തിൽ നിന്നാണ് വന്നത്, അതിനാൽ ഇത് വിവരിക്കുന്നത് തികച്ചും അനുയോജ്യമാണ്.

ഇന്നത്തെ ചലനാത്മകതയും പ്രവർത്തനവും

ഫോട്ടോണുകൾ ഒന്നിലധികം രീതിയിൽ പുറപ്പെടുവിക്കാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു കണികയെ വൈദ്യുത ചാർജ് ഉപയോഗിച്ച് ത്വരിതപ്പെടുത്തിയാൽ, മറ്റ് energy ർജ്ജ നിലകൾ ഉള്ളതിനാൽ അതിന്റെ വികിരണം വ്യത്യസ്തമാണ്. നമുക്ക് ഫോട്ടോൺ നീക്കംചെയ്യാം, അതിന്റെ ആന്റിപാർട്ടിക്കിൾ ഉപയോഗിച്ച് അത് അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നു. മേൽപ്പറഞ്ഞ ഈ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കണ്ടുപിടുത്തം മുതൽ, ഫോട്ടോണുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരണ വളരെയധികം മാറി.

നിലവിൽ, ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങൾ സ്ഥലത്തിലും സമയത്തിലും അർദ്ധ-സമമിതിയാണ്, അതിനാൽ ഈ പ്രകാശ കണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള എല്ലാ പഠനങ്ങളും വളരെ കൃത്യമാണ്. അതിനാൽ, എല്ലാ പ്രോപ്പർട്ടികളും വളരെ വിശദമായി അറിയപ്പെടുന്നതിനാൽ, അവ ഉയർന്ന മിഴിവുള്ള മൈക്രോസ്‌കോപ്പി, ഫോട്ടോകെമിസ്ട്രി പോലും തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന്റെ അളവ്.

നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, ഒരു നൂറ്റാണ്ടിലേറെ മുമ്പ് നടത്തിയ വിവിധ പഠനങ്ങൾ ഇന്ന് ശാസ്ത്രവുമായി മുന്നേറാൻ ഞങ്ങളെ സഹായിക്കുന്നു.