Du har sikkert hørt om fotoner. Mange ganger blir det snakket innen kjemi og andre ganger i fysikk, men hva er egentlig en foton? Det er en lyspartikkel som forplanter seg i vakuum og beveger seg. Det er foton som får elektromagnetisk stråling til å bevege seg fra et punkt til et annet på forskjellige måter vi kan se det.
Ikke gå glipp av all relatert informasjon om fotonet. Vi forklarer i detalj hvilke egenskaper, funn og fremskritt som fotoner har gitt innen vitenskap. Vil du vite mer?
Hva er en foton?
Dette er noe komplekst å forklare godt i en enkelt setning som vi har gjort ovenfor i innledningen. Det er en elementær og primærpartikkel, for å si det sånn, i stand til å bevege seg gjennom et vakuum, transportere all elektromagnetisk stråling. Ordet foton kommer fra foto som betyr lys. Det vil si at en foton også er lett. Vi snakker ikke bare elektromagnetisk stråling når vi refererer til skadelige ultrafiolette stråler, gammastråler fra verdensrommet eller infrarødt lys.
Det må huskes at innenfor det elektromagnetiske spekteret vi har et område som vi kjenner som synlig lys. Dette området beveger seg mellom 400 og 700 nm og er det som får oss til å se hele fargespekteret mellom rød og blå.
Som vi har sagt før, er det veldig komplisert å definere ordet foton akkurat slik. Faktisk, det meste av tiden dette begrepet brukes daglig, blir det misbrukt. Det vi vil si sikkert er at det er det en partikkel hvis masse forblir stabil. Takket være denne stabiliteten er den i stand til å kjøre i vakuum med konstant hastighet. Selv om det virker uvirkelig eller rett ut av ermet, kan fotoner analyseres på både mikroskopisk og makroskopisk nivå. Det vil si at når vi ser en lysstråle komme inn gjennom et vindu, vet vi at fotoner passerer der.
Når den beveger seg gjennom et vakuum som bærer elektromagnetisk stråling, gjør den det samtidig som den opprettholder alle sine bølge- og korpuskulære egenskaper. Nemlig den er i stand til å fungere som om det var en bølge. For eksempel, hvis vi utfører en brytning på en brilleglass, er passasjen av fotoner lik den for en bølge. Når fotonet endelig når materie etter å ha gått gjennom et vakuum, vil det forbli en partikkel til som opprettholder alt sitt energi uendret.
Egenskaper og funn
Hvis vi utfører eksperimentet med en linse, kan vi bare reflektere en foton under hele ildfaste prosessen. Mens du gjennomfører eksperimentet, kan du se hvordan fotonet er i stand til å fungere som en bølge og forstyrre seg selv. Imidlertid, selv om den oppfører seg som en bølge, mister den ikke egenskapene som gjør den til en partikkel. Det vil si at den har en spesifikk posisjon og en mengde bevegelse som kan kvantifiseres.
Vi kan måle egenskapene den har som en bølge og som en partikkel samtidig siden de er en del av det samme fenomenet. Disse fotonene kan ikke plasseres i rommet.
De tenker sikkert at hvem vet hva jeg sier, for alt virker veldig komplisert. La oss bli bedre kjent med hvordan fotonet ble oppdaget for å avklare noen få ting. Som vi vet var Albert Einstein en stor fysiker (om ikke den beste gjennom tidene), og han viet en del av studiene til fotoner. Det var han som ga disse partiklene et navn, som han kalte kvante for lys.
Dette skjedde på begynnelsen av XNUMX-tallet. Einstein prøvde å forklare de eksperimentelle observasjonene som ikke passet med undersøkelsene av lyset. Og det er at man trodde at lys fungerte som en elektromagnetisk bølge og ikke som en strøm av partikler som kalles fotoner (selv om disse igjen kan oppføre seg som bølger).
Det er da Einstein kunne omdefinere begrepet kvante av lys og akseptere at energien som lyset har er helt avhengig av frekvensen. I tillegg er saken som lyset avsettes og den elektromagnetiske strålingen som bæres av fotonene er i termisk likevekt (Derfor kan lys varme opp overflater og gjenstander).
Fysikere som har hjulpet til med å oppdage fotonet
Siden dette ikke er noe lett å analysere og undersøke (og mindre med teknologien som eksisterte i det tjuende århundre og tidligere), var det takket være forskningen fra noen viktige fysikere at lys var kjent som en partikkel og ikke som bølger.
En av fysikerne som Einstein stolte på for å utlede teorien sin, var Max Planck. Denne forskeren måtte jobbe med alle aspekter av lys og definert dem av Maxwells ligninger. Problemet han ikke kunne løse var hvorfor lyset som ble projisert på gjenstander ankom i små energigrupper.
Da Einstein introduserte en annen teori med hensyn til hva han var vant til, måtte den testes. De visste faktisk gjennom Compton-effekten at hypotesen om at lys var sammensatt av fotoner var sann.
Det er senere da, i 1926 fysiker Gilbert Lewis endre pålydende mengde lys per foton. Dette ordet kommer fra det greske ordet for lys, så det er perfekt å beskrive det.
Dynamikk og drift i dag
Fotoner kan sendes ut på flere måter. For eksempel, hvis en partikkel akselereres med en elektrisk ladning, er dens utslipp forskjellig, siden den har andre energinivåer. Vi kan fjerne fotonet, får den til å forsvinne med sin antipartikkel. Siden oppdagelsen av disse nevnte forskerne har forståelsen av fotoner endret seg enormt.
For tiden er fysikkens lover kvasi-symmetriske i rom og tid, så alle studiene som er utført på disse lyspartiklene er veldig nøyaktige. Derfor, siden alle eiendommer er kjent i detalj, tjener de for høyoppløselig mikroskopi, fotokjemi og til og med for måling av avstandene mellom molekyler.
Som du kan se, hjelper forskjellige studier som ble utført for mer enn hundre år siden, å fortsette å utvikle oss med vitenskapen i dag.