Når vi tænker på lys, tænker vi ikke rigtig over, hvad det er lavet af. Dette var faktisk emnet et af de vigtigste argumenter i fysik. I længst tid forsøgte fysikere og videnskabsmænd at bestemme, om lys var en bølge eller en partikel. Der var fysikere fra det attende århundrede, som stærkt troede, at lys var lavet af grundlæggende enheder, men visse egenskaber som brydning fik lys til at blive omklassificeret som en bølge. Det ville tage intet mindre end Einstein at løse problemet. Takket være ham og arbejdet fra andre anerkendte fysikere ved vi mere om, hvad der er fotoner.
For at sige det enkelt er fotoner den grundlæggende partikel af lys. De har en unik egenskab ved, at de både er en partikel og en bølge. Dette er, hvad der tillader fotoner unikke egenskaber som brydning og diffusion. Imidlertid er lette partikler ikke helt det samme som andre elementære partikler. De har interessante egenskaber, som ikke almindeligvis observeres. For det første, lige nu teoretiserer fysikere, at fotoner ikke har nogen masse. De har nogle karakteristika af partikler som vinkelmomentum, men deres frekvens er uafhængig af massens indflydelse. De bærer heller ikke en ladning.
Fotoner er dybest set den mest synlige del af det elektromagnetiske spektrum. Dette var et af de store gennembrud, Einstein og kvantefysikkens fader, Planck gjorde om lysets natur. Dette link er det, der ligger bag den fotoelektriske effekt, der gør solenergi mulig. Fordi lys er en anden form for energi, kan det overføres eller omdannes til andre typer. I tilfælde af den fotoelektriske effekt overføres energien af lysfotoner gennem fotonerne, der støder ind i atomerne i et givende materiale. Det får det atom, der bliver ramt, til at miste elektroner og dermed lave elektricitet.
Som nævnt før spillede fotoner en nøglerolle i grundlæggelsen af kvantefysikken. Studiet af fotonernes egenskaber åbnede op for en helt ny klasse af fundamentale partikler kaldet kvantepartikler. Takket være fotoner ved vi, at alle kvantepartikler har både egenskaber som bølger og partikler. Vi ved også, at energi kan måles diskret på en kvanteskala.
Fotoner spillede også en stor rolle i Einsteins relativitetsteori. uden fotonen ville vi ikke forstå vigtigheden af lysets hastighed og med den forståelsen af samspillet mellem tid og rum, som det frembragte. Vi ved nu, at lysets hastighed er en absoluthed, der ikke kan brydes med naturlige midler, da den ville have brug for en uendelig mængde energi, noget der ikke er muligt i vores univers. Så uden fotonen ville vi ikke have den viden om vores univers, som vi nu besidder.
Vi har skrevet mange artikler om fotoner til Universe Today. Her er en artikel om hvordan solen skinner, og her er en artikel om hvorfor stjerner skinner .
Hvis du vil have mere information om Photons, så tjek Fotonens masse . Og her er et link til en artikel om Hvordan tyngdekraften påvirker fotoner .
Vi har også optaget en episode af Astronomy Cast alt om atomet. Hør her, Afsnit 164: Inside the Atom .
Kilde:
Wikipedia