Fizika vaikams: fotonai ir šviesa

Fizika vaikams: fotonai ir šviesa
Fred Hall

Fizika vaikams

Fotonai ir šviesa

Puslapyje apie šviesą sužinojome, kad šviesa pasižymi unikalia savybe - vienu metu elgiasi ir kaip banga, ir kaip dalelė. Tada sužinojome, kaip šviesa elgiasi kaip banga. Dabar norime išsiaiškinti, kaip šviesa taip pat elgiasi kaip dalelė. Mokslininkai šviesą sudarančias daleles pavadino fotonais.

Kas yra fotonas?

Fizikoje fotonas - tai elektromagnetinės energijos pluoštas. Tai pagrindinis šviesos vienetas. Fotonas kartais vadinamas elektromagnetinės energijos "kvantu".

Manoma, kad fotonai nėra sudaryti iš mažesnių dalelių. Jie yra pagrindinis gamtos vienetas, vadinamas elementariąja dalele.

Fotono savybės

Fotonams būdingos kelios pagrindinės savybės, padedančios nustatyti, kas jie yra ir kaip jie elgiasi. Šios savybės yra šios:

Taip pat žr: Vaikų matematika: dalijimo patarimai ir gudrybės
  • Jų masė lygi nuliui.
  • Jie neturi elektros krūvio.
  • Jie yra stabilūs.
  • Jie perneša energiją ir impulsą, kurie priklauso nuo dažnio.
  • Jos gali sąveikauti su kitomis dalelėmis, pavyzdžiui, elektronais.
  • Jie gali būti sunaikinti arba sukurti dėl daugelio natūralių procesų.
  • Tuščioje erdvėje jie keliauja šviesos greičiu.
Fotonų sąveika su medžiaga

Fotonai elgiasi kaip dalelės, nes gali sąveikauti su materija. Kai kuriais atvejais materija sugeria fotono energiją. Tokiu atveju papildoma energija gali būti išspinduliuojama kaip šiluma. Vienas iš tokių pavyzdžių - saulėje įkaitęs kelio asfaltas.

Mūsų akys taip pat sąveikauja su fotonais. Kai fotonas patenka į akį, jis virsta elektros energija, kuri perduodama į smegenis ir suformuoja vaizdą.

Kai medžiaga sugeria fotonų energiją, ji gali išspinduliuoti elektronus. Šis procesas vadinamas fotoelektriniu efektu. Fotoelektrinis efektas yra šviesos savybė, kurios nepaaiškina teorija, teigianti, kad šviesa yra banga. Tai viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl mokslininkai nusprendė šviesą laikyti ir banga, ir dalelių srautu.

Planko konstanta

Ryšį tarp fotono energijos ir jo dažnio galima apibūdinti šia lygtimi:

E = hv

kur E - energija, v - dažnis, o h - Planko konstanta. Planko konstanta visada yra ta pati (t. y. "konstanta") ir lygi 6,62606957 * 10-34 m2 kg/s.

Įdomūs faktai apie fotonus

  • Iš fotonų sudaryta ne tik šviesa, bet ir visa elektromagnetinė energija (t. y. mikrobangos, radijo bangos, rentgeno spinduliai).
  • Pirminę fotono sąvoką sukūrė Albertas Einšteinas, tačiau žodį "fotonas" pirmasis pavartojo mokslininkas Gilbertas N. Lewisas.
  • Teorija, teigianti, kad šviesa elgiasi ir kaip banga, ir kaip dalelė, vadinama bangų ir dalelių dualumo teorija.
  • Fotonai visada yra elektriškai neutralūs. Jie neturi elektros krūvio.
  • Fotonai savaime nesuyra.
Veikla

Atlikite dešimties klausimų viktoriną apie šį puslapį.

Bangos ir garsas

Įvadas į bangas

Bangų savybės

Bangų elgesys

Garso pagrindai

Aukštis ir akustika

Garso banga

Kaip veikia muzikos natos

Ausis ir klausa

Bangų terminų žodynėlis

Šviesa ir optika

Taip pat žr: Biografijos vaikams: Squanto

Įvadas į šviesą

Šviesos spektras

Šviesa kaip banga

Fotonai

Elektromagnetinės bangos

Teleskopai

Lęšiai

Akis ir matymas

Mokslas>> Fizika vaikams




Fred Hall
Fred Hall
Fredas Hallas yra aistringas tinklaraštininkas, kuris labai domisi įvairiomis temomis, tokiomis kaip istorija, biografija, geografija, mokslas ir žaidimai. Šiomis temomis jis rašo jau keletą metų, jo tinklaraščius skaito ir vertina daugelis. Fredas puikiai išmano savo nagrinėjamas temas ir stengiasi pateikti informatyvų bei patrauklų turinį, kuris patiktų daugeliui skaitytojų. Pomėgis mokytis naujų dalykų skatina jį tyrinėti naujas dominančias sritis ir pasidalinti savo įžvalgomis su skaitytojais. Dėl savo patirties ir patrauklaus rašymo stiliaus Fredas Holas yra vardas, kuriuo jo tinklaraščio skaitytojai gali pasitikėti ir juo pasikliauti.