Сигурно сте икада чули за фотоне. Много пута се говори у пољу хемије, а понекад у физици, али оно што је заиста фотон? То је честица светлости која се шири у вакууму и креће се. Фотон је тај који узрокује да се електромагнетно зрачење креће од једне до друге тачке на различите начине на које га можемо видети.
Не пропустите све повезане информације о фотону. Детаљно објашњавамо карактеристике, открића и напредак које су фотони дали у науци. Желите да знате више?
Шта је фотон?
Ово је нешто сложено да се добро објасни у једној реченици, као што смо учинили горе у уводу. То је елементарна и исконска честица, да тако кажем, способан да се креће кроз вакуум, преносећи целокупно електромагнетно зрачење. Реч фотон потиче од фотографија што значи светлост. Односно, фотон је такође светлост. Не говоримо само о електромагнетном зрачењу када говоримо о штетним ултраљубичастим зрацима, гама зрацима из свемира или инфрацрвеној светлости.
Мора се имати на уму да унутар електромагнетног спектра имамо подручје које познајемо као видљиво светло. Ово подручје се креће између 400 и 700 нм и управо је због тога увид у читав низ боја између црвене и плаве боје.
Као што смо већ рекли, врло је сложено дефинисати реч фотон тек тако. У ствари, најчешће се овај термин користи свакодневно, злоупотребљава се. Оно што ћемо сигурно рећи јесте да јесте честица чија маса остаје стабилна. Захваљујући овој стабилности, способан је да путује у вакууму константном брзином. Иако се може чинити нестварним или право из рукава, фотони се могу анализирати и на микроскопском и на макроскопском нивоу. Односно, када видимо зрак светлости који улази кроз прозор, знамо да фотони пролазе тамо.
Даље, док путује кроз вакуум носећи електромагнетно зрачење, то чини задржавајући сва таласна и телесна својства. Наиме, способан је да функционише као да је талас. На пример, ако вршимо рефракцију на сочиву наочара, пролаз фотона се асимилира пролазу таласа. Кад фотон коначно путује до материје након путовања кроз вакуум, остаће још једна честица која одржава све своје снага непромењен.
Својства и откриће
Ако експеримент изводимо са сочивом, можемо да одбијемо само један фотон током читавог ватросталног процеса. Током извођења експеримента можете видети како фотон је способан да делује као талас и омета сам себе. Међутим, иако се понаша као талас, не губи карактеристике због којих је честица. Односно, има специфичан положај и количину кретања која се може квантификовати.
Можемо истовремено мерити својства која има као талас и као честицу, јер су део исте појаве. Ови фотони се не могу налазити у свемиру.
Сигурно мисле да ко зна шта говорим, јер све изгледа веома компликовано. Упознајмо боље како је фотон откривен да би разјаснио неколико ствари. Као што знамо, Алберт Ајнштајн је био сјајан физичар (ако не и најбољи свих времена) и део својих студија посветио је фотонима. Управо је он назвао ове честице које је назвао квант светлости.
То се догодило почетком XNUMX. века. Ајнштајн је покушавао да објасни експериментална запажања која се нису уклапала у истраге светлости. Сматрало се да светлост делује као електромагнетни талас, а не као ток честица званих фотони (мада се они заузврат могу понашати као таласи).
Тада би Ајнштајн могао редефинисати појам квант светлости и прихватити да енергија коју светлост поседује потпуно зависи од њене фреквенције. Поред тога, материја на којој се таложи светлост и електромагнетно зрачење које фотони преносе налазе се у топлотној равнотежи (Отуда светлост може загрејати површине и предмете).
Физичари који су помогли у откривању фотона
Како ово није нешто лако анализирати и истражити (а мање са технологијом која је постојала у двадесетом веку и раније), захваљујући истраживању неких важних физичара светлост је била позната као честица, а не као таласи.
Један од физичара на које се Ајнштајн ослањао да изведе своју теорију био је Макс Планк. Овај научник је морао да ради на свим аспектима светлости и дефинисао их Маквелловим једначинама. Проблем који није могао да реши био је зашто је светлост која се пројицирала на предмете стизала у малим групама енергије.
Када је Ајнштајн увео другачију теорију у односу на оно на шта је навикао, то је требало проверити. Заиста, преко Цомптоновог ефекта су знали да је хипотеза да је светлост састављена од фотона истинита.
Касније је када је 1926 физичар Гилберт Левис променити назив кванта светлости по фотону. Ова реч потиче од грчке речи за светлост, па је савршено описати је.
Динамика и рад данас
Фотони се могу емитовати на више начина. На пример, ако се честица убрзава електричним набојем, њена емисија је другачија, јер има друге нивое енергије. Можемо уклонити фотон, чинећи да својим античестицама нестане. Од открића ових горе поменутих научника, разумевање фотона се изузетно променило.
Тренутно су закони физике квазисиметрични у простору и времену, тако да су све студије које се изводе на овим светлосним честицама врло тачне. Стога, пошто су сва својства позната врло детаљно, она служе за микроскопија високе резолуције, фотохемија па чак и за мерење растојања између молекула.
Као што видите, разне студије спроведене пре више од једног века помажу нам да и данас напредујемо у науци.