광자는 정확히 무엇입니까? 정,특성,사실

상상 갱구는 노란색의 햇빛을 통해 전송합니다. 양자 물리학에 따르면 그 빔은 공기를 통해 스트리밍,광자라는 빛의 작은 패킷의 zillions 이루어집니다. 그러나 광자는 정확히 무엇입니까?

정의

광자가 가장 작은 이산량 또는 양자의 전자기 방사선입니다., 그것은 모든 빛의 기본 단위입니다.

광양자는 항상에서 동작하고,진공 상태에서,여행 일정한 속도로 모든 관계자의 2.998x108m/s. 이것은 일반적으로,빛의 속도로 표시하여 문 c.

의 아인슈타인의 빛을 양자론,광자 에너지 같은 자신의 진동 주파수 시간이 플랑크의 일정하다. 아인슈타인을 입증하는 빛의 흐름이는 광자,에너지의 이러한 광자는 고도의 자신의 진동 주파수,그리고 빛의 강도에 해당하의 수는 광자., 본질적으로,그는 광자의 흐름이 어떻게 파동과 입자로 작용할 수 있는지 설명했다.

광양자 속성

의 기본 속성을 광자:

• 들이 대량 및 나머지 에너지입니다. 그들은 움직이는 입자로만 존재합니다.
• 그들은 휴식 질량이 부족함에도 불구하고 초등 입자입니다.리>그들은 전기 요금이 없습니다.
• 그들은 안정적입니다.
• 그들은 스핀 -1 입자로 보손을 만듭니다.
• 그들은 주파수에 의존하는 에너지와 운동량을 운반합니다.,

• 그들은 있을 수 있는 상호 작용을 다른 입자와 같은 전자와 같은 Compton effect.
• 그들은 예를 들어 방사선이 흡수되거나 방출 될 때 많은 자연적 과정에 의해 파괴되거나 생성 될 수 있습니다.
• 빈 공간에있을 때 빛의 속도로 여행합니다.

역사

자연의 빛 여부에 관계로 그것을 입거나 물결—중 하나 최고의 과학적인 논쟁. 수세기 동안 철학자와 과학자들은 1 세기 전에 간신히 해결 된 문제에 대해 논쟁 해왔다.,

의 제자들은 여섯 번째 세기 BC 지점 힌두교의 철학이라는 바이 셰 시카 학파 했다는 놀라운 신체에 대한 직관 빛입니다. 고대 그리스인들과 마찬가지로 그들은 세계가 지구,공기,불,물 등의’원자’를 기반으로한다고 믿곤했습니다. 빛 자체는 테 자스라고 불리는 매우 빠르게 움직이는 원자들로 만들어진 것으로 생각되었습니다. 는 매우 비슷하는 우리의 현대적인 빛의 이론 및 그 구성하는 광자,만들어낸 용어 나중에 년의 수천에 의해 1926 년에는 화학자라는 길버트 루이스 및 광학적인 물리학이라는 Frithiof Wolfers.,

나중에,기원전 300 년경,고대 그리스 물리학 유클리드 큰 돌파구를 만들었을 때 그 가정한 빛에서 여행됩니다. 유클리드는 또한 반사의 법칙을 기술했으며,1 세기 후 프톨레마이오스는 굴절에 관한 저서로 보완되었습니다. 그 때까지 아니었 1021,그러나,그것의 법에 굴절률이 공식적으로 설립에서 독창적 인 작품 al Kitab-Manazir,또는 책이의 광학,의 Ibn al-Haytham.

르네상스는 빛의 본질에 대한 과학적 탐구의 새로운 시대를 안내 할 것입니다., 의 참고 있는 René Descartes’침입에 1637 이 라 dioptrique,그가 어디에고 주장하는 빛의 펄스 전파하는 순간적으로 문의할 때’공은’에서는 매체입니다. 나중에 1690 년에 출판 된 Traité de la lumière 에서 쓴 Christiaan Huygens 는 음압 파와 마찬가지로 탄력있는 매체에서 빛을 압축성 파로 취급했습니다. 호이겐스는 빛의 반사,굴절 및 선별 된 파동을 만드는 방법을 보여 주었고 이중 굴절도 설명했습니다.

이 시간까지 과학자들은 두 개의 확고한 진영으로 나뉘었다., 한 쪽은 빛이 파동이라고 믿었고 다른 쪽은 입자 또는 소체로 빛을 보았습니다. 이른바’육신 주의자’의 위대한 챔피언은 지금까지 가장 위대한 과학자로 널리 믿어지는 아이작 뉴턴 외에는 없었습니다. 뉴턴은 빛이 그림자로 너무 멀리 벗어날 수 있다는 것을 의미하기 때문에 파동 이론을 전혀 좋아하지 않았습니다.

18 세기의 많은 부분에 대해,소생 이론은 빛의 본질을 둘러싼 논쟁을 지배했다., 하지만 그런 다음,1801,토마스는 젊은 세계를 소개 이제 그의 유명한 두 개의 슬릿 실험을 했다는 이 빛의 간섭파입니다.

첫 번째 버전에서는 실험,젊은 실제로 사용하지 않은 두 개의 슬릿지만,오히려 하나의 얇은 카드이다., 물리학자는 단순히 얇은 빛의 광선을 깔때기 역할을하는 작은 구멍이있는 종이 조각으로 창을 덮었습니다. 손에 든 카드로 영은 빔이 어떻게 두 개로 나뉘는 지 목격했습니다. 빛 전달하는 한쪽에 카드의 방해에서 빛의 다른 측면 카드를 만드는 프린지할 수 있는 관찰에 반대의 벽입니다. 나중에 Young 은이 데이터를 사용하여 다양한 색상의 빛의 파장을 계산하고 현대 가치에 현저하게 가까워졌습니다. 시연은 빛이 입자가 아닌 파동이라는 확실한 증거를 제공 할 것입니다.,

한편,이번에는 프랑스,corpuscularist 운동이었다 증기를 얻고 후에 최근 개발에 기인 편광 빛의하여 어떤 종류의 비대칭 중에서 빛의 미립자. 그들은 1821 년에 빛이 종 방향 진동이없는 횡파 인 경우 편광이 설명 될 수 있음을 보여준 Augustin Fresnel 의 손에 큰 패배를 겪었습니다. 이전에 프레 넬은 또한 회절의 정확한 파동 이론을 생각해 냈습니다.

이 시점까지는 뉴턴의 추종자들이 논쟁을 계속할 수있는 안정된 근거가 거의 없었습니다., 빛이 물결 인 것처럼 보였고 그게 바로 그 것입니다. 문제는 전설적인 오드—신비한 매체를 지원하는 데 필요한 전자기장 항복하는 프레넬의 법률의 전파가 누락되었에도 불구하고 모든 사람의 노력은 그것을 찾을 수 있습니다. 실제로 아무도 한 적이 없습니다.

James Clerk Maxwell 이 전기와 자기에 관한 실험적이고 이론적 인 지식을 20 방정식으로 응축 한 1861 년에 거대한 돌파구가 생겼습니다. 맥스웰은 기존의 전류가 없을 때 진공 상태에서도 스스로 유지할 수있는’전자기파’를 예측했다., 이것은 빛이 전파하기 위해 오드가 필요하지 않음을 의미합니다! 또한,그는이 파동의 속도가 310,740,000m s-1 로 예측했습니다.

“계약의 결과를 보인다는 것을 보여주는 빛과 자기는 애정의 동일한 물질이며 빛은 전자파 방해 전파를 통해 현장에 따라 전자법”,썼 맥스웰 1865.,

그 날부터 빛의 개념은 전기와 자기의 개념과 처음으로 결합되었습니다.

1900 년 12 월 14 일 Max Planck 는 열 방사가 에너지—quanta 의 분리 된 패킷에서 방출되고 흡수되었음을 입증했습니다. 나중에 알버트 아인슈타인은 1905 년에 이것이 빛에도 적용되었음을 보여주었습니다. 아인슈타인은 Lichtquant 또는 quantum of light 라는 용어를 사용했습니다. 자,20 세기의 새벽에,물리학의 새로운 혁명은 다시 한번 빛의 본질에 경첩을 달았습니다. 이번에는 빛이 crepuscule 인지 파동인지에 관한 것이 아닙니다., 그것은 둘 다인지 아닌지 여부입니다.

현대적인 빛의 이론과 광자

아인슈타인은 믿고 가벼운 입자(광자)의 흐름 광자는 파입니다. 독일 물리학자였을 확신이 빛이 있었 입자 자연 다음과 같은 자신의 발견이 광전 효과,에서는 전자서 비행의 금속 표면에 빛에 노출되어 있습니다. 빛이 물결이라면 그런 일은 일어나지 않았을 것입니다. 또 다른 수수께끼 같은 문제는 강한 빛이 가해질 때 광전자가 어떻게 번식하는지입니다., 아인슈타인은 광전 효과를”빛 자체는 입자”라고 말하면서 나중에 노벨 물리학상을받을 것이라고 설명했다.

아인슈타인의 빛 양자 이론의 핵심은 빛의 에너지가 진동 주파수와 관련이 있다는 것입니다. 그는 유지되는 광자 에너지 같은”플랑크의 지속적인 회의 진동 주파수,”이는 광자 에너지는 고도의 진동 주파수는 빛의 강도에 해당하의 수는 광자., 다양한 특성,빛의 어떤 형식의 전자기파,이의 동작으로 인해 매우 작은 입자라는 광자는 눈에 보이지 않는 육안으로 볼 수 있습니다.

아인슈타인 것으로 추측하는 경우 전자 문제에서 광양자와 충돌,이전이 후자의 에너지 그리고 높은 진동 주파수의 광자는 파업,큰 전자는 에너지 비행을 올 것이다. 의 일부로 작업할 수 있는 증거의 아이디어에서 당신의 자신의 집—그것은 태양 전지 패널!, 즉,그가 말하는 빛의 흐름이는 광자,에너지의 이러한 광자는 고도의 자신의 진동 주파수,그리고 빛의 강도입과 관련된 다수의 광자.

아인슈타인은 광전 효과에 대한 그의 실험에서 플랑크의 상수를 유도함으로써 그의 이론을 증명할 수 있었다. 그의 계산 렌더링 플랑크의 지속적인 가치의 6.6260755×10-34 정확히 무엇 Max 플랑크에서 얻은 1900 년을 통해 자신의 연구에서 전자파입니다., 명백하게도,이 뾰족하는 친밀한 관계를 사 특성과 진동파의 빛으로 파와 속성과 모멘텀의 빛으로 입자. 나중에,1920 년대 동안,오스트리아의 물리학자 에어빈 슈뢰딩거는 정교에서 이러한 아이디어를 함께 그 방정식에 대한 양파 기능이 무엇인지 설명하는 파도처럼 보인다.

더 보다 백 년 이후 아인슈타인 보여 두 번의 성질,빛,스위스 물리학자들에 École polytechnique Fédérale de Lausanne 캡쳐 최초의 스냅샷을 이 이중 행동입니다., Fabrizio Carbone 이 이끄는 팀은 2015 년에 레이저가 나노 와이어에 발사되어 전자가 진동하는 영리한 실험을 수행했습니다. 빛은 고속도로의 자동차처럼 두 가지 가능한 방향으로이 작은 와이어를 따라 이동합니다. 반대 방향으로 여행하는 파도가 서로 만날 때 그들은 제자리에 서있는 것처럼 보이는 새로운 물결을 형성합니다. 여기서,이 서있는 물결은 실험을위한 빛의 원천이되어 나노 와이어 주위로 방사됩니다. 전자의 새로운 빔을 발사하여 빛의 파동-자연의 지문 역할을하는 빛의 서있는 파동을 이미지화했습니다., 결과는 아래에서 볼 수있다.

어떤 광자처럼

있는지 궁금 어떤 모양이는 광자가? 과학자들은 숙고하고 이 질문에 대한 수십 년 동안하고,마지막으로,2016 년에,폴란드 물리학자들이 만들어진 최초의 홀로그램의 단일의 가벼운 입자. 팀 바르샤바 대학에서 만들어 홀로그램을 발사하여 두 가지는 빛에 beamsplitter 로 만든 방해석,크리스탈,같은 시간에., 빔 스플리터는 신호등 교차로에 가깝기 때문에 각 광자가 똑바로 통과하거나 회전을 할 수 있습니다. 광자가 자체적으로있을 때 각 경로는 똑같이 가능성이 있지만 더 많은 광자가 관련되면 상호 작용하고 확률이 변경됩니다. 당신이 알고 있는 경우는 파도의 기능을 하나의 광자,그것은 가능한 그 밖의 모양이 두 번째의 위치에서 깜박이가 나타나는 검출기입니다. 결과 이미지는 슈뢰딩거 방정식에서 예측 한 파동 함수와 마찬가지로 몰타 십자가와 조금 비슷합니다.,

에 대한 사실은 광자

• 뿐만 아니라 빛의 광자,그러나이 모든 전자기적 에너지(즉,전자레인지,전파,X-레이)는 광자.
• 광자의 원래 개념은 Albert Einstein 에 의해 개발되었습니다. 그러나 과학자 Gilbert N.Lewis 는 그것을 설명하기 위해”photon”이라는 단어를 처음 사용했습니다.,
• 빛이 파동과 입자처럼 모두 행동한다는 이론을 파동 입자 이중성 이론이라고합니다.
• 광자는 항상 전기적으로 중립적입니다. 그들은 전기 요금이 없습니다.
• 광자는 스스로 붕괴하지 않습니다.리>