خصائص الفوتون كما سنتحدث كذلك عن خصائص الفوتون والفرق بين الفوتون والالكترون وهل الفوتون مادة وقانون حساب عدد الفوتونات وطاقة الفوتون كل تلك الموضوعات تجدونها من خلال مقالنا هذا.
محتويات المقال
خصائص الفوتون
1-جسيمات عديمة الكتلة، عديمة طاقة السكون، إذ لا تكف عن الحركة.
جسيمات أولية، مع أنها عديمة الكتلة.
2-عديمة الشحنة الكهربية.
3-جسيمات مستقرة.
4-يُصنف الفوتون من البوزونات، إذ يمتلك لفًا ذاتيًا قيمته واحد.
5-تحمل الفوتونات الطاقة وقوة الدفع المرتبطة برقم الموجة (التردد).
6-تستطيع التفاعل مع الجسيمات الأخرى مثل الإلكترونات، ومن أمثلة ذلك تأثير كومبتون.
7-يمكن تدميرها أو امتصاصها بواسطة العمليات الطبيعية، عند انبعاث الشعاع أو امتصاصه.
8-تسافر بسرعة الضوء في الفراغ.
الفرق بين الفوتون والالكترون
الإلكترون هو جسيم ذري فرعي يلعب دورا حيويا في كل شيء تقريبا. الفوتون هو حزمة مفاهيمية للطاقة، وهو أمر مهم جدا في ميكانيكا الكم.
الإلكترون والفوتون مفهومان تطورا كبيرا مع تطور ميكانيكا الكم. ومن الضروري أن يكون هناك فهم سليم في هذه المفاهيم، من أجل فهم مجال ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية والمجالات ذات الصلة بشكل صحيح. في هذه المقالة، سنناقش ما الإلكترون والفوتون، وتعريفاتهما، والتشابه، وأخيرا الاختلافات بين الإلكترون والفوتون.
الإلكترون
الذرة مصنوعة من نواة مشحونة بشكل إيجابي وتحتوي على كل الكتلة والإلكترونات التي تدور حول النواة تقريبا. هذه الإلكترونات مشحونة سلبا، وتحتوي على كمية صغيرة جدا من الكتلة مقارنة بالنواة.
الإلكترون لديه كتلة راحة 9. 11 × 10 -31 كيلوغرام. يقع الإلكترون في فرميونات عائلة الجسيمات الذرية الفرعية. الإلكترونات لها قيم صحيحة نصف كما تدور. تدور هو خاصية تصف الزخم الزاوي للإلكترون.
وقد وصفت النظرية الكلاسيكية للإلكترون الإلكترون بأنه جسيم يدور حول النواة.
ومع تطور ميكانيكا الكم، كان ينظر إلى أن الإلكترون تصرف أيضا كموجة.
الإلكترون له مستويات طاقة محددة.
يتم تعريف مدار الإلكترون الآن على أنه وظيفة الاحتمالية للعثور على الإلكترون حول النواة.
الإلكترون يتصرف كموجة وجسيم. عندما يعتبر الإلكترون المسافر بعض خصائص الموجة تصبح بارزة من خصائص الجسيمات. عندما تكون التفاعلات المعنية، خصائص الجسيمات هي أكثر بروزا من خصائص الموجة.
الإلكترون لديه تهمة – 1. 602 × 10 -19 C. هذا هو أصغر مبلغ من تهمة أي نظام يمكن الحصول عليها.
هل الفوتون مادة
الفوتون هو الوحدة الأساسية للضوء، وهو كَمّات من الأشعة الكهرومغناطيسية متناهية الصغر.
افترض أينشتاين أن الفوتونات هي جسيمات، وسيل الفوتونات هو موجات، وأن الضوء يملك طبيعة جسيمية، بعد أن اكتشف ظاهرة التأثير الكهروضوئي، إذ تتطاير الإلكترونات من صفيحة معدنية عند تعرضها لحزمة من الضوء، ولو كان الضوء موجةً لما حدث ذلك.
النقطة الأساسية في نظرية أينشتاين الكمية حول الضوء هي أن طاقة الفوتون ترتبط بتردد ذبذبته، إذ تساوي تردد الذبذبة مضروبة في ثابت بلانك، وتزداد طاقة الفوتون بازدياد التذبذب، في حين ترتبط شدة الضوء بعدد الفوتونات، ترجع الخصائص المختلفة للضوء إلى سلوك الجسيمات متناهية الصغر المُسماة الفوتونات، وهي نوع من الأمواج الكهرومغناطيسية.
قانون حساب عدد الفوتونات
اضرب ثابت Planck ، 6.63 x 10 ^ -34 ، من خلال سرعة الموجة. على افتراض أن سرعة الموجة هي سرعة الضوء في الفراغ ، والتي تبلغ 3 × 10 ^ 8 أمتار في الثانية: 6.63 × 10 ^ -34 x 3 × 10 ^ 8 = 1.99 x 10 ^ -25.
قسّم النتيجة على طول الموجة. إذا كنت تقوم بحساب ، على سبيل المثال ، لموجة بطول موجة من 650 × 10 ^ -9 أمتار: (1.99 × 10 ^ -25) / (650 × 10 ^ -9) = 3.06 × 10 ^ -19
اقسم قوة الموجة بهذه الإجابة. على سبيل المثال ، إذا كنت تقوم بحساب جميع الفوتونات المنبعثة من مصباح 100 واط: 100 / (3.06 × 10 ^ -19) = 3.27 × 10 ^ 20. هذا هو عدد الفوتونات التي يحملها الضوء كل ثانية.
طاقة الفوتون
طاقة الفوتون هي الطاقة التي يحملها فوتون واحد. يتناسب مقدار هذه الطاقة طرديًا مع التردد الكهرومغناطيسي للفوتون، وعكسيًا مع الطول الموجي، فكلما ازداد تردد الفوتون ازدادت طاقته، وكلما ازداد طوله الموجي تقل طاقته.
يمكن التعبير عن طاقة الفوتون باستخدام أي من وحدات الطاقة، وأكثرها شيوعًا إلكترون فولت والجول ومشتقاته مثل ميكروجول، إذ يعادل الجول الواحد 6.24 × 10 مرفوعة للأس 18 إلكترون فولت، ويفضل استخدام الوحدات الكبيرة عند الإشارة إلى طاقة الفوتونات في الترددات العالية أو الطاقة العالية كما في حالة أشعة جاما، على عكس طاقة الفوتونات المنخفضة مثل نطاق تردد الراديو في الطيف الكهرومغناطيسي.
حيث إن E: طاقة الفوتون، h : ثابت بلانك، c: سرعة الضوء في الفراغ، ?: الطول الموجي للفوتون، ولما كان c وh ثابتين، فإن طاقة الفوتون تتناسب عكسيًا مع الطول الموجي ?.
