Photonen und Licht

Photonen und Licht

Auf der Lichtseite haben wir gelernt, dass Licht die einzigartige Eigenschaft hat, sich gleichzeitig wie eine Welle und ein Teilchen zu verhalten. Wir haben dann einige der Möglichkeiten gelernt, wie Licht verhält sich wie eine Welle . Jetzt wollen wir untersuchen, wie sich Licht auch wie ein Teilchen verhält. Wissenschaftler haben die Teilchen benannt, aus denen Lichtphotonen bestehen.

Was ist ein Photon?

In der Physik ist ein Photon ein Bündel elektromagnetischer Energie. Es ist die Grundeinheit, die alles Licht ausmacht. Das Photon wird manchmal als 'Quantum' elektromagnetischer Energie bezeichnet.

Es wird nicht angenommen, dass Photonen aus kleineren Teilchen bestehen. Sie sind eine Grundeinheit der Natur, die als Elementarteilchen .

Eigenschaften eines Photons

Photonen haben einige grundlegende Eigenschaften, mit denen sie definieren können, was sie sind und wie sie sich verhalten. Diese Eigenschaften umfassen:
  • Sie haben keine Masse.
  • Sie haben keine elektrische Ladung.
  • Sie sind stabil.
  • Sie tragen Energie und Impuls, die von der Frequenz abhängen.
  • Sie können Wechselwirkungen mit anderen Teilchen wie Elektronen haben.
  • Sie können durch viele natürliche Prozesse zerstört oder erzeugt werden.
  • Im leeren Raum bewegen sie sich mit Lichtgeschwindigkeit.
Photonen interagieren mit Materie

Photonen verhalten sich insofern wie Teilchen, als sie mit Materie interagieren können. In einigen Fällen wird die Energie des Photons von der Materie absorbiert. In diesem Fall kann die zusätzliche Energie als Wärme abgegeben werden. Ein Beispiel dafür ist die Asphaltdecke der Straße, die in der Sonne heiß wird.

Unsere Augen interagieren auch mit Photonen. Wenn ein Photon auf das Auge trifft, wird es in elektrische Energie umgewandelt, die dann zum Gehirn übertragen wird, um ein Bild zu erzeugen.

Wenn die Energie von Photonen von Materie absorbiert wird, kann die Materie Elektronen emittieren. Dieser Vorgang wird als photoelektrischer Effekt bezeichnet. Der photoelektrische Effekt ist eine Eigenschaft des Lichts, die nicht durch die Theorie erklärt wird, dass Licht eine Welle ist. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Wissenschaftler Licht sowohl als Welle als auch als Partikelstrom behandelt haben.

Plancksche Konstante

Die Beziehung zwischen der Energie eines Photons und seiner Frequenz kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden:

E = hv

Dabei ist E Energie, v Frequenz und h Plancksche Konstante. Die Plancksche Konstante ist immer dieselbe (d. H. Die 'Konstante') und beträgt 6,62606957 * 10-34 m² kg / s.

Wissenswertes über Photonen
  • Licht besteht nicht nur aus Photonen, sondern die gesamte elektromagnetische Energie (d. H. Mikrowellen, Radiowellen, Röntgenstrahlen) besteht aus Photonen.
  • Das ursprüngliche Konzept des Photons wurde von entwickelt Albert Einstein . Es war jedoch der Wissenschaftler Gilbert N. Lewis, der das Wort 'Photon' zuerst verwendete, um es zu beschreiben.
  • Die Theorie, die besagt, dass sich Licht sowohl wie eine Welle als auch wie ein Teilchen verhält, wird als Welle-Teilchen-Dualitätstheorie bezeichnet.
  • Photonen sind immer elektrisch neutral. Sie haben keine elektrische Ladung.
  • Photonen zerfallen nicht von alleine.