Fotoni e luce
Fotoni e luce
Nella pagina della luce abbiamo imparato che la luce ha la caratteristica unica di comportarsi come un'onda e una particella allo stesso tempo. Abbiamo quindi appreso alcuni dei modi in cui ciò la luce si comporta come un'onda . Ora vogliamo esplorare come anche la luce si comporta come una particella. Gli scienziati hanno chiamato le particelle che compongono i fotoni leggeri.Cos'è un fotone?
In fisica, un fotone è un fascio di energia elettromagnetica. È l'unità di base che compone tutta la luce. Il fotone è a volte indicato come un 'quanto' di energia elettromagnetica.
Non si pensa che i fotoni siano costituiti da particelle più piccole. Sono un'unità di base della natura chiamata an particella elementare .
Proprietà di un fotone
I fotoni hanno alcune proprietà di base che aiutano a definire cosa sono e come si comportano. Queste proprietà includono:
- Hanno massa zero.
- Non hanno carica elettrica.
- Sono stabili.
- Trasportano energia e quantità di moto che dipendono dalla frequenza.
- Possono avere interazioni con altre particelle come gli elettroni.
- Possono essere distrutti o creati da molti processi naturali.
- Quando sono nello spazio vuoto, viaggiano alla velocità della luce.
I fotoni si comportano come particelle in quanto possono interagire con la materia. In alcuni casi l'energia del fotone viene assorbita dalla materia. In questo caso l'energia extra può essere emessa sotto forma di calore. Un esempio di questo è l'asfalto della strada che diventa caldo al sole.
I nostri occhi interagiscono anche con i fotoni. Quando un fotone colpisce l'occhio viene trasformato in energia elettrica che viene poi trasmessa al cervello per formare un'immagine.
Quando l'energia dei fotoni viene assorbita dalla materia, la materia può emettere elettroni. Questo processo è chiamato effetto fotoelettrico. L'effetto fotoelettrico è una proprietà della luce che non è spiegata dalla teoria secondo cui la luce è un'onda. Questo è uno dei motivi principali per cui gli scienziati hanno scelto di trattare la luce sia come un'onda che come un flusso di particelle.
Costante di Planck
La relazione tra l'energia di un fotone e la sua frequenza può essere descritta dalla seguente equazione:
E = hv
dove E è l'energia, v è la frequenza e h è la costante di Planck. La costante di Planck è sempre la stessa (cioè la 'costante') ed è uguale a 6,62606957 * 10-34 m2 kg / s.
Curiosità sui fotoni
- Non solo la luce è composta da fotoni, ma tutta l'energia elettromagnetica (cioè microonde, onde radio, raggi X) è composta da fotoni.
- Il concetto originale del fotone è stato sviluppato da Albert Einstein . Tuttavia, è stato lo scienziato Gilbert N. Lewis che per primo ha usato la parola 'fotone' per descriverlo.
- La teoria che afferma che la luce si comporta sia come un'onda che come una particella è chiamata teoria della dualità onda-particella.
- I fotoni sono sempre elettricamente neutri. Non hanno carica elettrica.
- I fotoni non si decompongono da soli.
