UN fotone è una particella di luce definita come un fascio discreto (o quantistico) di energia elettromagnetica (o leggera). I fotoni sono sempre in movimento e, nel vuoto (uno spazio completamente vuoto), hanno una velocità costante della luce per tutti gli osservatori. I fotoni viaggiano nel vuoto velocità della luce (più comunemente chiamato semplicemente la velocità della luce) di c = 2.998 x 108 Signorina.
Proprietà di base dei fotoni
Secondo la teoria dei fotoni della luce, i fotoni:
- si comportano come una particella e un'onda, contemporaneamente
- muoversi a una costante velocità, c = 2,9979 x 108 m / s (ovvero "la velocità della luce"), nello spazio vuoto
- hanno massa zero e energia a riposo
- trasportare energia e quantità di moto, che sono anche legate alla frequenza (nu) e lunghezza d'onda (Lamdba) dell'onda elettromagnetica, espressa dall'equazione E = h nu e p = h / lambda.
- può essere distrutto / creato quando la radiazione viene assorbita / emessa.
- possono avere interazioni simili a particelle (cioè collisioni) con elettroni e altre particelle, come nel caso di Effetto Compton in cui particelle di luce si scontrano con atomi, causando il rilascio di elettroni.
Storia dei fotoni
Il termine fotone è stato coniato da Gilbert Lewis nel 1926, sebbene il concetto di luce sotto forma di particelle discrete esistesse da secoli e fosse stato formalizzato nella costruzione di Newton della scienza dell'ottica.
Nel 1800, tuttavia, il proprietà d'onda di luce (con cui si intende radiazioni elettromagnetiche in generale) divenne palesemente ovvio e gli scienziati avevano essenzialmente gettato la teoria delle particelle di luce fuori dalla finestra. Non è stato fino a quando Albert Einstein spiegato il effetto fotoelettrico e si rese conto che l'energia della luce doveva essere quantizzata al ritorno della teoria delle particelle.
La dualità onda-particella in breve
Come accennato in precedenza, la luce ha proprietà sia di un'onda che di una particella. Questa è stata una scoperta sorprendente ed è certamente al di fuori del regno di come normalmente percepiamo le cose. Le palle da biliardo agiscono come particelle, mentre gli oceani agiscono come onde. I fotoni agiscono sia come un'onda che come una particella per tutto il tempo (anche se è comune, ma sostanzialmente errato, dire che è "a volte un'onda e talvolta una particella" a seconda di quali caratteristiche sono più evidenti in un dato momento tempo).
Solo uno degli effetti di questo dualità onda-particella (o dualità onda-particella) è che i fotoni, sebbene trattati come particelle, possono essere calcolati per avere frequenza, lunghezza d'onda, ampiezza e altre proprietà inerenti alla meccanica delle onde.
Fun Photon Facts
Il fotone è un particella elementare, nonostante il fatto che non abbia massa. Non può decadere da solo, sebbene l'energia del fotone possa trasferirsi (o essere creata) dopo l'interazione con altre particelle. I fotoni sono elettricamente neutri e sono una delle rare particelle identiche alla loro antiparticella, l'antifotone.
I fotoni sono particelle di spin-1 (che li rendono bosoni), con un asse di spin parallelo alla direzione di viaggio (avanti o indietro, a seconda che si tratti di "mano sinistra" o "mano destra" fotone). Questa caratteristica è ciò che consente la polarizzazione della luce.