Fotón. Všetko, čo potrebujete vedieť

Fotóny svetla cestujúce vo vákuu

Určite ste už niekedy počuli o fotónoch. Mnohokrát sa ním hovorí v oblasti chémie a inokedy vo fyzike, ale čo to v skutočnosti je foton? Je to častica svetla, ktorá sa šíri vo vákuu a pohybuje sa. Je to fotón, ktorý spôsobuje, že elektromagnetické žiarenie sa pohybuje z jedného bodu do druhého rôznymi spôsobmi, ako ho môžeme vidieť.

Nenechajte si ujsť všetky súvisiace informácie o fotóne. Podrobne vysvetľujeme vlastnosti, objavy a pokroky, ktoré dali fotóny vo vede. Chceš vedieť viac?

Čo je to fotón?

Energia fotónu vo vesmíre

Je to niečo zložité, čo sa dá dobre vysvetliť jednou vetou, ako sme to urobili vyššie v úvode. Je to takpovediac elementárna a prvotná častica, schopný cestovať cez vákuum a prenášať všetko elektromagnetické žiarenie. Slovo fotón pochádza z fotografie, čo znamená svetlo. To znamená, že fotón je tiež svetlo. Nehovoríme len o elektromagnetickom žiarení, keď hovoríme o škodlivých ultrafialových lúčoch, gama lúčoch z vesmíru alebo infračervenom svetle.

Je potrebné pamätať na to, že v rámci elektromagnetického spektra máme oblasť, ktorú poznáme ako viditeľné svetlo. Táto oblasť sa pohybuje medzi 400 a 700 nm a je to, kvôli čomu vidíme celú škálu farieb medzi červenou a modrou.

Ako sme už povedali, je veľmi zložité definovať slovo fotón len tak. V skutočnosti sa tento výraz väčšinou používa každý deň, je zneužívaný. S istotou povieme, že je častica, ktorej hmotnosť zostáva stabilná. Vďaka tejto stabilite je schopný cestovať vo vákuu konštantnou rýchlosťou. Aj keď sa to môže zdať nereálne alebo priamo z rukáva, fotóny je možné analyzovať na mikroskopickej aj makroskopickej úrovni. To znamená, že keď vidíme lúč svetla vstupujúci cez okno, vieme, že tadiaľ prechádzajú fotóny.

Ďalej, keď cestuje cez vákuum nesúce elektromagnetické žiarenie, robí to pri zachovaní všetkých svojich vlnových a korpuskulárnych vlastností. Menovite, je schopný fungovať, akoby to bola vlna. Napríklad, ak uskutočňujeme lom na okuliarovej šošovke, prechod fotónov sa asimiluje s prechodom vlny. Keď fotón po prechode vákuom konečne dosiahne hmotu, zostane ešte jednou časticou, ktorá si všetko uchová energie nezmenený.

Vlastnosti a objav

Správanie sa fotónu ako vlna

Ak vykonáme experiment s objektívom, môžeme počas celého žiaruvzdorného procesu odrážať iba jeden fotón. Pri uskutočňovaní experimentu môžete vidieť, ako na to fotón je schopný pôsobiť ako vlna a interferovať sám so sebou. Aj keď sa správa ako vlna, nestráca vlastnosti, ktoré z nej robia časticu. To znamená, že má konkrétnu polohu a množstvo pohybu, ktoré je možné vyčísliť.

Môžeme merať vlastnosti, ktoré má ako vlna a ako častica súčasne, pretože sú súčasťou rovnakého javu. Tieto fotóny nemôžu byť umiestnené vo vesmíre.

Určite si myslia, že ktovie, čo hovorím, pretože všetko sa zdá byť veľmi komplikované. Dozvieme sa viac o tom, ako bol fotón objavený, aby sme objasnili niekoľko vecí. Ako vieme, Albert Einstein bol vynikajúci fyzik (ak nie najlepší zo všetkých čias) a časť svojich štúdií venoval fotónom. Bol to on, kto dal týmto časticiam meno, ktoré nazval kvantom svetla.

Stalo sa tak na začiatku XNUMX. storočia. Einstein sa pokúšal vysvetliť experimentálne pozorovania, ktoré nezodpovedali vyšetrovaniu svetla. A myslelo sa na to, že svetlo pôsobilo ako elektromagnetické vlnenie, a nie ako tok častíc nazývaných fotóny (aj keď tie sa zase môžu správať ako vlny).

Je to potom, čo Einstein mohol predefinovať pojem kvantum svetla a prijať, že energia, ktorú svetlo má, je úplne závislá od jeho frekvencie. Ďalej hmota, na ktorú sa ukladá svetlo, a elektromagnetické žiarenie prenášané fotónmi sú v tepelnej rovnováhe (Preto môže svetlo zahrievať povrchy a predmety).

Fyzici, ktorí pomohli pri objave fotónu

Vedci, ktorí študovali fotón

Pretože to nie je nič ľahké analyzovať a preskúmať (a menej pomocou technológie, ktorá existovala v dvadsiatom storočí a skôr), bolo to vďaka výskumu niektorých významných fyzikov, že svetlo bolo známe ako častica a nie ako vlny.

Jeden z fyzikov, z ktorého Einstein odvodil svoju teóriu, bol Max Planck. Tento vedec musel pracovať na všetkých aspektoch svetla a definoval ich Maxwellovými rovnicami. Problém, ktorý nedokázal vyriešiť, bol dôvod, prečo svetlo, ktoré sa premietalo na objekty, prichádzalo v malých skupinách energie.

Keď Einstein predstavil inú teóriu, pokiaľ ide o to, na čo bol zvyknutý, bolo treba ju overiť. Skutočne vedeli prostredníctvom Comptonovho javu, že hypotéza, že svetlo sa skladá z fotónov, je pravdivá.

Je to neskôr, keď v roku 1926 fyzik Gilbert Lewis zmeniť nominálnu hodnotu svetelnej kvantity na fotón. Toto slovo pochádza z gréckeho slova pre svetlo, takže je ideálne ho opísať.

Dynamika a prevádzka dnes

Farby viditeľného elektromagnetického spektra

Fotóny môžu byť emitované rôznymi spôsobmi. Napríklad ak sa častica urýchli pomocou elektrického náboja, jej emisia je iná, pretože má iné energetické úrovne. Môžeme odstrániť fotón, čím zmizne so svojou antičasticou. Od objavu týchto vyššie spomenutých vedcov sa chápanie fotónov enormne zmenilo.

V súčasnosti sú fyzikálne zákony v priestore a čase kvázi symetrické, takže všetky štúdie uskutočňované na týchto ľahkých časticiach sú veľmi presné. Pretože sú všetky nehnuteľnosti známe veľmi podrobne, slúžia na mikroskopia s vysokým rozlíšením, fotochémia a dokonca aj pre meranie vzdialeností medzi molekulami.

Ako vidíte, rôzne štúdie, ktoré sa uskutočnili pred viac ako storočím, nám pomáhajú pokračovať v dnešnom pokroku v oblasti vedy.


Buďte prvý komentár

Zanechajte svoj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Povinné položky sú označené *

*

*

  1. Zodpovedný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajov: Kontrolný SPAM, správa komentárov.
  3. Legitimácia: Váš súhlas
  4. Oznamovanie údajov: Údaje nebudú poskytnuté tretím stranám, iba ak to vyplýva zo zákona.
  5. Ukladanie dát: Databáza hostená spoločnosťou Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Svoje údaje môžete kedykoľvek obmedziť, obnoviť a vymazať.