Tashuvchi zarralar ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, infraqizil nurlar, rentgen nurlari, gamma nurlari va boshqa elektromagnit nurlanish shakllari

Fotonlar. Yorug’lik kvantining energiyasi va implusi. Fotoeffekt va uning turlari

Foton (qadimgi yunoncha: φωτός — „yorugʻlik“) elementar zarracha  boʻlib, elektromagnit nurlanish (xususan, yorugʻlik) kvantidir. Bu massasiz zarracha faqat yorugʻlik tezligida harakat qilibgina mavjud boʻla oladi. Fotonning elektr zaryadi nolga teng. Foton faqat ikki spin holatida boʻla oladi: +1 va -1 spirallik harakati yoʻnalishiga spin proeksiyasi. Bu xususiyatga klassik elektrodinamikada aylanma oʻng va chap elektromagnit toʻlqin qutblanishi mos keladi. Foton kvant zarrachasi boʻlgani uchun unga korpuskular-toʻlqin dualizmi xos, u bir vaqtning oʻzida ham zarracha, ham toʻlqin xossalarini namoyon etadi.

Foton (yun. photos — yorugʻlik) — elementar zarra, elektromagnit nurlanish (tor maʼnoda — yorugʻlik) kvanti; F. ning tinchlikdagi massasi /ya?=0, shuning uchun tezligi faqat yorugʻlik tezligi s=3108 m/s ga teng . F.ning spini (h birliklarida) 1 ga teng , shuning uchun bozonlar guruhiga kiradi va Boze — Eynshteyn statistikasiga boʻysunadi. F. elektromagnit va gravitatsion oʻzaro taʼsirlarda qatnashadi, barcha elementar zarralar bilan oʻzaro taʼsirlashadi. Energiyalari 100 keV dan katta boʻlgan F.lar, odatda, ukvantlar deb ataladi. Atom yadrosining elektrostatik maydonida energiyasi > 1 MeV boʻlgan ukvantlar elektron va pozitronga (elektronpozitron juftning tugʻilish jarayoni) aylanishi mumkin, elektron hamda pozitron toʻqnashganida ikkita (yoki uchta) ukvantga annigilyatsiyalanishi mumkin. F.ning nurlanish klassik nazariyasi Maksvell tenglamasiga, F.larning oʻzaro taʼsir etish kvant nazariyasi kvant elektrodinamikasita asoslangan. F.lar manbalari boʻlib yorugʻlik manbalari, ukvantlar manbalari boʻlib radiaktiv izotoplar xizmat qiladi.
Fotonlar - bu tashuvchi zarralar ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, infraqizil nurlar, rentgen nurlari, gamma nurlari va boshqa elektromagnit nurlanish shakllari . Ular vakuumda doimiy tezlikda harakatlanadilar va nol o'zgarmas massaga ega (ular etishmaydilar) massa ). O'z navbatida fotonlarda elektr zaryadlari yo'q.

Hozirgi vaqtda fotonlar eng ko'p deb hisoblanadi barcha magnit va elektr maydonlarining paydo bo'lishi uchun javobgardir . Ko'p tabiiy jarayonlar fotonlarning chiqishini keltirib chiqaradi: agar zarra bilan bo'lsa elektr zaryadi u tezlashadi, masalan, bu elementar zarralar chiqariladi.

Uchun fan fotonlar ishlab chiqarish va nazorat qilishni o'rganishga bag'ishlangan deb nomlanadi fotonika . Fotonlarning eng muhim dasturlaridan biri lazer bo'lib, u ko'p marotaba ishlatilgan. Fotonlar mikroskoplarda va optik aloqalarda ham qo'llaniladi.

Agar biz tarix davomida yozilgan yorug'lik tarkibi to'g'risidagi hujjatlarni o'qib chiqsak, 18-asrgacha deyarli barcha nazariyalar zarrachalar mavjudligi haqida gapirganligini ko'ramiz. Ushbu g'oyalarni rasmiy ravishda qabul qilishga shunchalik ko'p vaqt ketganining sababi, o'sha davr olimlari ba'zi hodisalarni (masalan, yorug'lik sinishi yoki yorilishi kabi) qanday tushuntirishni bilishmaganligi. model zarralarning

17-asr davomida olimlar Rene Dekart , Robert Huk va Xristian Gyuygens ular zarrachalar bilan bog'lanishning mumkin emasligini hal qilishga harakat qilishdi hodisalar taklifi bilan yorug'lik to'lqin nazariyalari, shunga ko'ra yorug'lik yorug'lik manbai chiqaradigan mexanik to'lqinlar orqali tarqaladi. Ularning urinishlariga qaramay, zarralarga ishora qilgan nazariyalar (bugungi kunda biz ularni foton deb bilamiz), asosan, ularning faoliyati tufayli o'z kuchini yo'qotmadi. Isaak Nyuton .

Biroq, XIX asrning boshlarida to'lqin modellari qachon juda muhim bo'ldi Avgust Fresnel va Tomas Yosh ular buni bular bilan ko'rsatdilar  nazariyalar  Diffaksiya va aralashuvni tushuntirish juda mumkin edi. Keyinchalik Geynrix Gerts fikrlarini tasdiqladi Jeyms Klerk Maksvell yorug'lik elektromagnit to'lqin bo'lishi haqida va bu foton modelining doimiyligini xavf ostiga qo'ydi.

Ammo to'lqin nazariyasi yorug'likni to'liq tushuntirish uchun etarli emas edi: u faqat uning intensivligiga bog'liq ekanligiga ishontirdi, bir qancha tajribalar aksincha, u faqat o'z nuriga bog'liqligini ko'rsatdi. chastotasi . Albert Eynshteyn U to'lqin va foton nazariyalarini uyg'unlashtirishda muhim rol o'ynadi, chunki u ko'plab sinovlarda qayd etilgan anomaliyalar yorug'lik to'lqinida kvant nuqta mavjudligi bilan mustaqil ravishda harakat qilish uchun to'lqin tarqalishiga qaramay harakatlanishi uchun izohlanishi mumkinligini ta'kidladi. Kosmosda uzluksiz.