भौतिकी में एक फोटॉन क्या है?

ए फोटोन असतत बंडल के रूप में परिभाषित प्रकाश का एक कण है (या मात्रा) विद्युत चुम्बकीय (या प्रकाश) ऊर्जा की। फोटॉन हमेशा गति में होते हैं और, एक वैक्यूम (पूरी तरह से खाली जगह) में, सभी पर्यवेक्षकों के लिए प्रकाश की निरंतर गति होती है। फोटोज वैक्यूम पर यात्रा करते हैं प्रकाश कि गति (अधिक सामान्यतः बस प्रकाश की गति कहा जाता है) सी = 2.998 x 10⁸ सुश्री।

प्रकाश के फोटॉन सिद्धांत के अनुसार, फोटॉन:

• एक साथ एक कण और एक लहर की तरह व्यवहार करते हैं
• स्थिर रहो वेग, सी = 2.9979 x 10⁸ m / s (यानी "प्रकाश की गति"), खाली जगह में
• शून्य द्रव्यमान और बाकी ऊर्जा है
• ऊर्जा और गति को ले जाना, जो आवृत्ति से संबंधित हैं (न्यू) और तरंग दैर्ध्य (Lamdba) विद्युतचुंबकीय तरंग के रूप में, समीकरण द्वारा व्यक्त किया गया इ = ज नू तथा पी = ज / लैम्ब्डा.
• जब विकिरण को अवशोषित / उत्सर्जित किया जाता है तो उसे नष्ट / निर्मित किया जा सकता है।
• इलेक्ट्रॉनों और अन्य कणों के साथ कण-जैसे इंटरैक्शन (यानी टकराव) हो सकते हैं, जैसे कि में कॉम्पटन प्रभाव जिसमें प्रकाश के कण परमाणुओं से टकराते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉनों की रिहाई होती है।

फोटॉन शब्द के द्वारा गढ़ा गया था गिल्बर्ट लुईस 1926 में, हालांकि असतत कणों के रूप में प्रकाश की अवधारणा सदियों से आसपास थी और न्यूटन के प्रकाशिकी विज्ञान के निर्माण में औपचारिक रूप से लागू हो गई थी।

1800 के दशक में, हालांकि, तरंग गुण प्रकाश का (जिसका अर्थ है विद्युत चुम्बकीय विकिरण सामान्य रूप से) स्पष्ट रूप से स्पष्ट हो गया और वैज्ञानिकों ने अनिवार्य रूप से खिड़की से प्रकाश के कण सिद्धांत को फेंक दिया। यह तब तक नहीं था अल्बर्ट आइंस्टीन समझाया गया प्रकाश विद्युत प्रभाव और महसूस किया कि प्रकाश ऊर्जा को परिमाणित किया जाना था कि कण सिद्धांत वापस आ गया।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, प्रकाश में एक तरंग और एक कण दोनों के गुण होते हैं। यह एक आश्चर्यजनक खोज थी और निश्चित रूप से इस दायरे से बाहर है कि हम आम तौर पर चीजों को कैसे देखते हैं। बिलियर्ड बॉल्स कणों के रूप में कार्य करते हैं, जबकि महासागर तरंगों के रूप में कार्य करते हैं। फोटॉन हर समय एक लहर और एक कण के रूप में कार्य करते हैं (भले ही यह आम है लेकिन मूल रूप से गलत है, कहने के लिए यह "कभी-कभी एक लहर और कभी-कभी एक कण" होता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि किसी दिए गए विशेषताओं में अधिक स्पष्ट हैं समय)।

बस इसके प्रभावों में से एक है तरंग-कण द्वैत (या कण-तरंग द्वैत) यह है कि फोटोन, हालांकि कणों के रूप में इलाज किया जाता है, की आवृत्ति, तरंग दैर्ध्य, आयाम और तरंग यांत्रिकी में निहित अन्य गुणों के लिए गणना की जा सकती है।

फोटॉन एक है प्राथमिक कणइस तथ्य के बावजूद कि इसका कोई द्रव्यमान नहीं है। यह अपने आप ही क्षय नहीं कर सकता है, हालांकि अन्य कणों के साथ बातचीत करने पर फोटॉन की ऊर्जा स्थानांतरित (या निर्मित) हो सकती है। फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और दुर्लभ कणों में से एक होते हैं जो उनके एंटीपार्टिकल, एंटीफोटोन के समान होते हैं।

फोटोन स्पिन -1 कण होते हैं (उन्हें बोसॉन बनाते हैं), एक स्पिन अक्ष के साथ जो दिशा के समानांतर है यात्रा के (या तो आगे या पीछे, यह "बाएं हाथ" या "दाहिने हाथ" पर निर्भर करता है) फोटान)। यह विशेषता प्रकाश के ध्रुवीकरण के लिए अनुमति देती है।