Физика за деца: фотони и светлина

Физика за деца: фотони и светлина
Fred Hall

Физика за деца

Фотони и светлина

На страницата за светлината научихме, че светлината има уникалната характеристика да се държи едновременно като вълна и частица. След това научихме някои от начините, по които светлината се държи като вълна. Сега искаме да проучим как светлината се държи и като частица. Учените са нарекли частиците, които съставляват светлината, фотони.

Какво представлява фотонът?

Във физиката фотонът е сноп електромагнитна енергия. Той е основната единица, която съставлява цялата светлина. Понякога фотонът се нарича "квант" електромагнитна енергия.

Не се смята, че фотоните са съставени от по-малки частици. Те са основна единица в природата, наречена елементарна частица.

Свойства на фотона

Фотоните имат някои основни свойства, които помагат да се определи какво представляват и как се държат. Тези свойства включват:

Вижте също: Химия за деца: Елементи - Плутоний
  • Те имат нулева маса.
  • Те нямат електрически заряд.
  • Те са стабилни.
  • Те носят енергия и импулс, които зависят от честотата.
  • Те могат да си взаимодействат с други частици, например електрони.
  • Те могат да бъдат унищожени или създадени от много природни процеси.
  • Когато се намират в празно пространство, те се движат със скоростта на светлината.
Взаимодействие на фотоните с материята

В някои случаи енергията на фотона се поглъща от материята. В този случай допълнителната енергия може да се излъчи като топлина. Пример за това е черният път, който се нагрява на слънце.

Когато фотонът попадне в окото, той се превръща в електрическа енергия, която след това се предава на мозъка, за да формира изображение.

Когато енергията на фотоните се абсорбира от материята, тя може да излъчва електрони. Този процес се нарича фотоефект. Фотоефектът е свойство на светлината, което не се обяснява с теорията, че светлината е вълна. Това е една от основните причини учените да решат да разглеждат светлината едновременно като вълна и поток от частици.

Константа на Планк

Връзката между енергията на един фотон и неговата честота може да се опише със следното уравнение:

E = hv

където E е енергията, v е честотата, а h е константата на Планк. Константата на Планк е винаги една и съща (т.е. "константа") и е равна на 6,62606957 * 10-34 m2 kg/s.

Забавни факти за фотоните

  • Светлината не само е съставена от фотони, но и цялата електромагнитна енергия (например микровълни, радиовълни, рентгенови лъчи) е съставена от фотони.
  • Първоначалната концепция за фотона е разработена от Алберт Айнщайн. Въпреки това ученият Гилбърт Н. Луис пръв използва думата "фотон", за да го опише.
  • Теорията, според която светлината се държи едновременно като вълна и частица, се нарича теория за дуализма вълна-частица.
  • Фотоните винаги са електрически неутрални. Те нямат електрически заряд.
  • Фотоните не се разпадат сами по себе си.
Дейности

Направете тест с десет въпроса за тази страница.

Вълни и звук

Въведение във вълните

Свойства на вълните

Поведение на вълната

Основи на звука

Височина на звука и акустика

Звуковата вълна

Как работят музикалните ноти

Вижте също: Биология за деца: Списък на човешките кости

Ухо и слух

Речник на термините за вълни

Светлина и оптика

Въведение в светлината

Светлинен спектър

Светлината като вълна

Фотони

Електромагнитни вълни

Телескопи

Лещи

Окото и виждането

Наука>> Физика за деца




Fred Hall
Fred Hall
Фред Хол е страстен блогър, който има голям интерес към различни теми като история, биография, география, наука и игри. Той пише по тези теми от няколко години и блоговете му са четени и оценени от мнозина. Фред е добре запознат с темите, които обхваща, и се стреми да предостави информативно и ангажиращо съдържание, което да се хареса на широк кръг читатели. Любовта му да научава нови неща е това, което го кара да изследва нови области на интерес и да споделя прозренията си с читателите си. Със своя опит и увлекателен стил на писане, Фред Хол е име, на което читателите на неговия блог могат да се доверят и да разчитат.