فهرست مطالب
فیزیک برای کودکان
فوتون ها و نور
ما در صفحه نور یاد گرفتیم که نور دارای ویژگی منحصر به فردی است که هم زمان مانند یک موج و هم یک ذره رفتار می کند. سپس برخی از روش هایی را که نور مانند موج رفتار می کند را یاد گرفتیم. اکنون می خواهیم بررسی کنیم که چگونه نور نیز مانند یک ذره رفتار می کند. دانشمندان ذرات تشکیل دهنده فوتون های نور را نام گذاری کرده اند.فوتن چیست؟
در فیزیک، فوتون بسته ای از انرژی الکترومغناطیسی است. این واحد اساسی است که تمام نور را تشکیل می دهد. فوتون گاهی اوقات به عنوان "کوانتوم" انرژی الکترومغناطیسی نامیده می شود.
تصور نمی شود که فوتون ها از ذرات کوچکتر تشکیل شده باشند. آنها یک واحد اساسی از طبیعت هستند که ذره بنیادی نامیده می شود.
ویژگی های فوتون
فوتون ها دارای برخی ویژگی های اساسی هستند که به تعیین اینکه چه هستند و چگونه رفتار می کنند کمک می کند. این ویژگی ها عبارتند از:
- جرم آنها صفر است.
- هیچ بار الکتریکی ندارند.
- پایدار هستند.
- انرژی و تکانه را حمل می کنند. وابسته به فرکانس است.
- آنها می توانند با ذرات دیگر مانند الکترون ها برهمکنش داشته باشند.
- آنها می توانند توسط بسیاری از فرآیندهای طبیعی از بین بروند یا ایجاد شوند.
- وقتی در فضای خالی، آنها با سرعت نور حرکت می کنند.
فوتون ها مانند ذرات رفتار می کنند، زیرا می توانند با ماده تعامل داشته باشند. در برخی موارد انرژی فوتون جذب می شودموضوع. در این حالت انرژی اضافی ممکن است به عنوان گرما ساطع شود. یکی از نمونه‌های آن بالاتنه سیاه جاده است که زیر نور خورشید داغ می‌شود.
چشم‌های ما نیز با فوتون‌ها برهمکنش دارند. هنگامی که یک فوتون به چشم برخورد می کند به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که سپس به مغز منتقل می شود تا تصویری تشکیل دهد.
وقتی انرژی فوتون ها توسط ماده جذب می شود، ماده می تواند الکترون ساطع کند. این فرآیند اثر فوتوالکتریک نامیده می شود. اثر فوتوالکتریک خاصیتی از نور است که با این نظریه که نور موجی است توضیح داده نمی شود. این یکی از دلایل اصلی است که دانشمندان تصمیم گرفتند نور را هم به عنوان موج و هم به عنوان جریانی از ذرات در نظر بگیرند.
ثابت پلانک
رابطه بین انرژی یک فوتون و فرکانس آن را می توان با معادله زیر توصیف کرد:
E = hv
که در آن E انرژی، v فرکانس و h ثابت پلانک است. ثابت پلانک همیشه یکسان است (یعنی "ثابت") و برابر با 6.62606957 * 10-34 متر مربع کیلوگرم در ثانیه است.
حقایق جالب درباره فوتون ها
- نه تنها نور از فوتون ها تشکیل شده است، اما تمام انرژی الکترومغناطیسی (مانند امواج مایکروویو، امواج رادیویی، اشعه ایکس) از فوتون ها تشکیل شده است.
- مفهوم اولیه فوتون توسط آلبرت انیشتین ایجاد شد. با این حال، دانشمند گیلبرت ان. لوئیس بود که برای اولین بار از کلمه "فوتون" برای توصیف آن استفاده کرد.
- نظریه ای که بیان می کند که نور هم مانند یک موج و هم مانند یک موج رفتار می کند.ذره را نظریه دوگانگی موج-ذره می نامند.
- فوتون ها همیشه از نظر الکتریکی خنثی هستند. آنها هیچ بار الکتریکی ندارند.
- فوتون ها به خودی خود خراب نمی شوند.
درباره این صفحه یک مسابقه ده سوالی شرکت کنید.
| امواج و صدا |
مقدمه ای بر امواج
خواص امواج
رفتار موج
اصول صدا
بلندی و آکوستیک
موج صدا
نحوه عملکرد نت های موسیقی
گوش و شنوایی
واژه اصطلاحات موج
طیف نور
نور به عنوان موج
فوتون
امواج الکترومغناطیسی
تلسکوپ
عدسی
چشم و دیدن
علم >> فیزیک برای کودکان
همچنین ببینید: دولت ایالات متحده برای کودکان: متمم پنجم