الفوتونات هي "حزمة من الطاقة" الفوتون هو جسيم ضوئي يُعرّف كحزمة منفصلة (أو كمية) من الطاقة الكهرومغناطيسية (أو الخفيفة). تعمل الفوتونات دائمًا في الحركة ، وفي الفراغ (مساحة خالية تمامًا) ، يكون لها سرعة إضاءة ثابتة لجميع المراقبين. تسافر الفوتونات بسرعة الفراغ للضوء (أكثر شيوعا تسمى سرعة الضوء) من c = 2. 998 x 10 8 m / s. الخصائص الأساسية للفوتونات وفقا لنظرية الفوتون للضوء ، الفوتونات: تتصرف مثل الجسيمات والموجة ، في وقت واحد التحرك بسرعة ثابتة ، c = 2. ما هو الفوتون؟ وما هي خصائصه؟ - فيزياء. 9979 x 10 8 m / s (أي "سرعة الضوء") ، في مساحة فارغة لديك صفر كتلة وطاقة راحة تحمل الطاقة والزخم ، والتي ترتبط أيضا إلى التردد ( nu) وطول الموجة (lamdba) للموجة الكهرومغناطيسية ، كما هو مبين في المعادلة E = h nu و p = h / lambda. يمكن أن تتلف / تنشأ عندما يتم امتصاص / إطلاق الإشعاع. يمكن أن يكون لها تفاعلات شبيهة بالجسيمات (مثل التصادمات) مع الإلكترونات والجسيمات الأخرى ، كما هو الحال في تأثير كومبتون الذي تصطدم به جسيمات الضوء مع الذرات ، مما يتسبب في إطلاق الإلكترونات. تاريخ الفوتونات صاغ جيلبرت لويس المصطلح فوتون في عام 1926 ، على الرغم من أن مفهوم الضوء في شكل جسيمات متقطعة كان موجودًا منذ قرون وقد تم إضفاء الطابع الرسمي عليه في بناء نيوتن لعلم البصريات.
كما أنه لا يحتوي على شحنة كهربائية. علاوة على ذلك ، لا تتحلل تلقائيًا في الفضاء. علاوة على ذلك ، فهو يتحرك بسرعة الضوء في الفضاء. يمكننا إيجاد طاقة الفوتون بواسطة E = hf ، حيث E هي الطاقة ، و f هو تردد الفوتون و h ثابت بلانك. يمكننا أيضًا إعطاء هذه المعادلة بالصورة E = hc / λ ، حيث تكون سرعة الضوء c و λ طول الموجة. (لديها طاقة عالية الجهد) علاوة على ذلك ، فإن الفوتونات ، مثل جميع الأجسام الكمومية الأخرى ، تُظهر خصائص تشبه الموجة والجسيمات. وهذه الطبيعة الموجية المزدوجة للجسيم هي المفهوم الذي نسميه ازدواجية موجة-جسيم للفوتون. ما المقصود بالفوتون - أجيب. تنبعث الفوتونات في العديد من العمليات الطبيعية ؛ على سبيل المثال ، عند تسريع الشحنة ، أثناء الانتقال الجزيئي أو الذري أو النووي إلى مستوى أدنى ، وعندما يكون الجسيم والجسيم المضاد المقابل له في حالة فناء. ما هو الكم؟ مصطلح الكم يأتي من "الكم" اللاتينية التي تعني "كم". الكم هو "حزمة منفصلة" مع الطاقة المخزنة فيه. طاقة المادة ليست مستمرة. هذا يعني أن نقل أي كمية من الطاقة غير ممكن. اكتشف العلماء أن الطاقة يتم تحديدها كميًا وأنها تنتقل في وحدات (أو حزم) منفصلة بحجم hf.
تم التحقق تجريبياً من توقع آينشتاين لاعتماد الطاقة الحركية للإلكترونات المقذوفة على تردد الضوء، بناءً على نموذج الفوتون الخاص به بواسطة الفيزيائي الأمريكي روبرت ميليكان في عام1916. طاقة الفوتون: في عام 1922، عالج الأمريكي آرثر كومبتون الحائز على جائزة نوبل تشتت الأشعة السينية من الإلكترونات كمجموعة من الاصطدامات بين الفوتونات والإلكترونات، إذ أن تكييف العلاقة بين الزخم والطاقة لموجة كهرومغناطيسية كلاسيكية إلى فوتون فردي P=E/c=hf/c = h /λ، كما استخدم كومبتون قوانين حفظ الزخم والطاقة لاشتقاق تعبير عن انزياح الطول الموجي للفوتون المبعثر من الأشعة السينية كدالة لزاوية التشتت. تطابقت صيغته مع نتائجه التجريبية واعتُبر تأثير كومبتون بحيث أصبح دليلًا مقنعًا إضافيًا لوجود جسيمات الإشعاع الكهرومغناطيسي، كما أن طاقة الفوتون من الضوء المرئي صغيرة جدًا، في حدود 4 × 10−19 جول، ووحدة الطاقة الأكثر ملاءمة في هذا النظام هي الإلكترون فولت (eV). يساوي إلكترون واحد الطاقة التي يكتسبها إلكترون عندما يتغير جهده الكهربائي بمقدار فولت واحد: 1 فولت = 1. 6 × 10 −19 جول، كما يشمل طيف الضوء المرئي فوتونات ذات طاقات تتراوح من حوالي 1.
إن أبسط إجابة على هذا السؤال هي أنه عندما يتم امتصاص الفوتون من قبل الإلكترون يتم تدمير الفوتون بشكل كامل، كما يتم نقل طاقته بالكامل إلى الإلكترون، الذي يقفز بدوره إلى مستوى جديد من الطاقة، وهكذا لا يعود هنالك فوتون. وفي المعادلات التي تتحكم بهذا التفاعل، يكون لدى جانب واحد من المعادلة (للحالة الأولية) حدود لكل من الإلكترون والفوتون، في حين يكون لدى الجانب الآخر (الذي يمثل الحالة النهائية) حدٌ واحدٌ فقط للإلكترون. ويحدث عكس ذلك عند طرد الإلكترون لفوتون، حيث لا يتم اختيار الفوتون من مخزن للفوتونات متواجد في الذرة، بل يتم إنشاؤه على الفور من الفراغ، و ينتقل الإلكترون على الفور من المستوى عالي الطاقة إلى مستوى طاقة أقل، حيث أنه لا يوجد هنالك حالة متوسطة يمكن بناء الفوتون فيها، بل هو يظهر فجأة إلى الوجود. إذا فالسؤال هو: من أين تأتي الفوتونات؟ من الغريب أنها لا تبدو وكأنها أتت من مكان ما. حيث أنه يجب على الكون أن يضع طاقته الزائدة في مكان ما، ولأن الإلكترونات في الذرة تعد ظاهرة كهرومغناطيسية، يولد الفوتون مع الطاقة المطلوبة. في تفاعل للقوى الضعيفة (لنقل في اضمحلال نيوترون مثلاً) تنتقل هذه الطاقة إلى جسيم النيوترينو الذي تشكل في نفس الوقت، فلكل قوة جسيماتها الناقلة الخاصة بها، وهي تعلم كيف تصنعها.