الفيزياء للأطفال: الفوتونات والضوء

الفيزياء للأطفال: الفوتونات والضوء
Fred Hall

فيزياء للأطفال

الفوتونات والضوء

لقد تعلمنا في الصفحة الضوئية أن الضوء له خاصية فريدة تتمثل في التصرف كموجة وجسيم في نفس الوقت. ثم تعلمنا بعض الطرق التي يتصرف بها الضوء مثل الموجة. الآن نريد استكشاف كيف يتصرف الضوء أيضًا كجسيم. قام العلماء بتسمية الجسيمات التي تتكون منها الفوتونات الضوئية.

ما هو الفوتون؟

في الفيزياء ، الفوتون هو حزمة من الطاقة الكهرومغناطيسية. إنها الوحدة الأساسية التي يتكون منها كل ضوء. يشار إلى الفوتون أحيانًا على أنه "كم" للطاقة الكهرومغناطيسية.

لا يُعتقد أن الفوتونات تتكون من جسيمات أصغر. إنها وحدة أساسية في الطبيعة تسمى الجسيم الأولي.

خصائص الفوتون

تحتوي الفوتونات على بعض الخصائص الأساسية التي تساعد في تحديد ماهيتها وكيف تتصرف. هذه الخصائص تشمل:

  • ليس لديهم كتلة.
  • ليس لديهم شحنة كهربائية.
  • هم مستقرون.
  • لديهم طاقة وزخم وهي تعتمد على التردد.
  • يمكن أن يكون لها تفاعلات مع جسيمات أخرى مثل الإلكترونات.
  • يمكن تدميرها أو إنشاؤها بواسطة العديد من العمليات الطبيعية.
  • عندما تكون في مساحة فارغة ، إنها تسافر بسرعة الضوء.
تتفاعل الفوتونات مع المادة

تتصرف الفوتونات مثل الجسيمات في قدرتها على التفاعل مع المادة. في بعض الحالات يتم امتصاص طاقة الفوتون بواسطةالمادة. في هذه الحالة ، قد تنبعث الطاقة الزائدة كحرارة. أحد الأمثلة على ذلك هو ارتفاع حرارة السطح الأسود للطريق في الشمس.

تتفاعل أعيننا أيضًا مع الفوتونات. عندما يضرب الفوتون العين فإنه يتحول إلى طاقة كهربائية تنتقل بعد ذلك إلى الدماغ لتكوين صورة.

عندما تمتص المادة الطاقة من الفوتونات ، يمكن للمادة أن تنبعث منها إلكترونات. هذه العملية تسمى التأثير الكهروضوئي. التأثير الكهروضوئي هو خاصية للضوء لا تفسرها نظرية أن الضوء عبارة عن موجة. هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي اختارها العلماء للتعامل مع الضوء كموجة وتدفق من الجسيمات.

ثابت بلانك

العلاقة بين طاقة a يمكن وصف الفوتون وتردده بالمعادلة التالية:

E = hv

حيث E هي الطاقة ، v هي التردد ، و h ثابت بلانك. ثابت بلانك هو نفسه دائمًا (أي "ثابت") ويساوي 6.62606957 * 10-34 م 2 كجم / ثانية.

حقائق ممتعة عن الفوتونات

  • ليس فقط هو يتكون الضوء من الفوتونات ، ولكن كل الطاقة الكهرومغناطيسية (أي الموجات الدقيقة ، موجات الراديو ، الأشعة السينية) تتكون من الفوتونات.
  • تم تطوير المفهوم الأصلي للفوتون بواسطة ألبرت أينشتاين. ومع ذلك ، كان العالم جيلبرت إن لويس هو أول من استخدم كلمة "فوتون" لوصفه.
  • النظرية التي تنص على أن الضوء يتصرف كموجة ويسمى الجسيم بنظرية ثنائية الموجة والجسيم.
  • الفوتونات دائمًا محايدة كهربائيًا. ليس لديهم شحنة كهربائية.
  • الفوتونات لا تتحلل من تلقاء نفسها.
الأنشطة

خذ عشرة أسئلة حول هذه الصفحة.

أنظر أيضا: لاكروس: مواقع لاعب خط الوسط ، المهاجم ، حارس المرمى ، والمدافع
الموجات والصوت

مقدمة إلى الموجات

خصائص الموجات

سلوك الموجة

أساسيات الصوت

درجة الصوت والصوتيات

الموجة الصوتية

كيف تعمل النوتات الموسيقية

الأذن والسمع

مسرد مصطلحات الموجة

الضوء والبصريات

مقدمة للضوء

طيف الضوء

الضوء كموجة

الفوتونات

الموجات الكهرومغناطيسية

التلسكوبات

العدسات

العين والرؤية

أنظر أيضا: مذبحة الركبة الجريحة

العلم & GT ؛ & GT. الفيزياء للأطفال




Fred Hall
Fred Hall
فريد هول هو مدون شغوف لديه اهتمام كبير في مواضيع مختلفة مثل التاريخ والسيرة والجغرافيا والعلوم والألعاب. كان يكتب عن هذه المواضيع منذ عدة سنوات ، وقد تمت قراءة مدوناته وتقديرها من قبل الكثيرين. فريد على دراية كبيرة بالموضوعات التي يغطيها ، ويسعى جاهداً لتوفير محتوى إعلامي وجذاب يستهوي مجموعة واسعة من القراء. إن حبه لتعلم أشياء جديدة هو ما يدفعه لاستكشاف مجالات اهتمام جديدة ومشاركة أفكاره مع قرائه. بفضل خبرته وأسلوب الكتابة الجذاب ، يعد Fred Hall اسمًا يمكن لقراء مدونته الوثوق به والاعتماد عليه.