Photon | particule care transmit lumina

Proprietăți

Fotonii sunt particule fundamentale. Deși pot fi create și distruse, durata lor de viață este infinită.

Într-un vid, toți fotonii se deplasează cu viteza luminii, c, care este egală cu 299.792.458 metri (aproximativ 300.000 de kilometri) pe secundă.

Un foton are o anumită frecvență, care îi determină culoarea. Tehnologia radio utilizează foarte bine frecvența. Dincolo de domeniul vizibil, frecvența este mai puțin discutată, de exemplu, este puțin utilizată pentru a face distincția între fotonii de raze X și infraroșii. Frecvența este echivalentă cu energia cuantică a fotonului, așa cum este legată de ecuația constantei Planck,

E = h f {\displaystyle E=hf} ,

unde E {\displaystyle E} este energia fotonului, h {\displaystyle h} este constanta Plank, iar f {\displaystyle f} este frecvența luminii asociate fotonului. Această frecvență, f {\displaystyle f} , se măsoară de obicei în cicluri pe secundă sau, în mod echivalent, în Hz. Energia cuantică a diferiților fotoni este adesea utilizată în aparatele de fotografiat și în alte aparate care utilizează radiații vizibile și mai mult decât vizibile. Acest lucru se datorează faptului că acești fotoni sunt suficient de energici pentru a ioniza atomii.

O altă proprietate a unui foton este lungimea sa de undă. Frecvența f {\displaystyle f} , lungimea de undă și viteza luminii c {\displaystyle c} sunt legate prin ecuația,

c = f λ {\displaystyle c=f\lambda } ,

unde λ {\displaystyle \lambda } (lambda) este lungimea de undă sau lungimea undei (măsurată de obicei în metri).

O altă proprietate importantă a unui foton este polaritatea sa. Dacă ați vedea un foton gigantic venind direct spre dumneavoastră, acesta ar putea apărea ca o bandă biciuitoare pe verticală, pe orizontală sau undeva la mijloc. Ochelarii de soare polarizați împiedică trecerea fotonilor care se balansează în sus și în jos. În acest fel reduc strălucirea, deoarece lumina care ricoșează de pe suprafețe tinde să zboare în acea direcție. Afișajele cu cristale lichide folosesc, de asemenea, polaritatea pentru a controla ce lumină trece prin ele. Unele animale pot vedea polarizarea luminii.

În cele din urmă, un foton are o proprietate numită spin. Spinul este legat de polarizarea circulară a luminii.

Interacțiunile fotonilor cu materia

Lumina este adesea creată sau absorbită atunci când un electron câștigă sau pierde energie. Această energie poate fi sub formă de căldură, energie cinetică sau sub altă formă. De exemplu, un bec cu incandescență utilizează căldură. Creșterea de energie poate împinge un electron în sus cu un nivel într-un înveliș numit "valență". Acest lucru îl face instabil și, la fel ca orice lucru, dorește să se afle în starea de energie cea mai scăzută. (Dacă a fi în cea mai joasă stare de energie este confuz, luați un creion și lăsați-l să cadă. Odată ajuns pe sol, creionul se va afla într-o stare de energie inferioară). Atunci când electronul coboară înapoi într-o stare de energie inferioară, trebuie să elibereze energia care l-a lovit și trebuie să respecte principiul conservării energiei (energia nu poate fi nici creată, nici distrusă). Electronii eliberează această energie sub formă de fotoni, iar la intensități mai mari, acest foton poate fi văzut ca lumină vizibilă.

Fotonii și forța electromagnetică

În fizica particulelor, fotonii sunt responsabili pentru forța electromagnetică. Electromagnetismul este o idee care combină electricitatea cu magnetismul. Un mod obișnuit în care experimentăm electromagnetismul în viața noastră de zi cu zi este lumina, care este cauzată de electromagnetism. Electromagnetismul este, de asemenea, responsabil pentru sarcină, motiv pentru care nu poți împinge mâna printr-o masă. Deoarece fotonii sunt particulele purtătoare de forță ale electromagnetismului, ei sunt, de asemenea, bosoni de calibru. Se crede că o parte din materie - numită materie întunecată - nu este afectată de electromagnetism. Acest lucru ar însemna că materia întunecată nu are sarcină și nu emite lumină.

Pagini conexe

• Fizica particulelor