Foton | deeltjes die licht uitzenden

Eigenschappen

Fotonen zijn fundamentele deeltjes. Hoewel ze kunnen worden gecreëerd en vernietigd, is hun levensduur oneindig.

In een vacuüm bewegen alle fotonen met de lichtsnelheid, c, die gelijk is aan 299.792.458 meter (ongeveer 300.000 kilometer) per seconde.

Een foton heeft een bepaalde frequentie, die zijn kleur bepaalt. Radiotechnologie maakt veel gebruik van frequentie. Buiten het zichtbare bereik wordt de frequentie minder besproken, ze wordt bijvoorbeeld weinig gebruikt om onderscheid te maken tussen röntgenfotonen en infrarood. Frequentie is gelijk aan de kwantumenergie van het foton, zoals bepaald door de constante vergelijking van Planck,

E = h f {Displaystyle E=hf} ,

waarbij E de energie van het foton is, h de constante van Plank en f de frequentie van het licht van het foton. Deze frequentie, f , wordt gewoonlijk gemeten in cycli per seconde, of equivalent, in Hz. De kwantumenergie van verschillende fotonen wordt vaak gebruikt in camera's en andere machines die zichtbare en hoger dan zichtbare straling gebruiken. Dit omdat deze fotonen energiek genoeg zijn om atomen te ioniseren.

Een andere eigenschap van een foton is de golflengte. De frequentie f , de golflengte en de lichtsnelheid c zijn aan elkaar gerelateerd door de vergelijking,

c = f λ {displaystyle c=f}. ,

waarbij λ {lambda} (lambda) de golflengte of lengte van de golf is (meestal gemeten in meters).

Een andere belangrijke eigenschap van een foton is zijn polariteit. Als u een reusachtig foton recht op u af ziet komen, kan het verschijnen als een verticaal, horizontaal of ergens daartussenin zwaaiende baan. Gepolariseerde zonnebrillen verhinderen dat fotonen die op en neer zwaaien passeren. Zo verminderen ze schittering, omdat licht dat van oppervlakken weerkaatst die kant op vliegt. Beeldschermen met vloeibare kristallen gebruiken ook polariteit om te regelen welk licht wordt doorgelaten. Sommige dieren kunnen lichtpolarisatie zien.

Ten slotte heeft een foton een eigenschap die spin wordt genoemd. Spin houdt verband met de circulaire polarisatie van het licht.

Fotoninteracties met materie

Licht wordt vaak gecreëerd of geabsorbeerd wanneer een elektron energie krijgt of verliest. Deze energie kan de vorm aannemen van warmte, kinetische energie of een andere vorm. Een gloeilamp gebruikt bijvoorbeeld warmte. De toename van energie kan een elektron één niveau omhoog duwen in een schil die "valentie" wordt genoemd. Dit maakt het onstabiel, en zoals alles wil het in de laagste energietoestand zijn. (Als de laagste energietoestand verwarrend is, pak dan een potlood op en laat het vallen. Eenmaal op de grond zal het potlood zich in een lagere energietoestand bevinden). Wanneer het elektron terugvalt naar een lagere energietoestand, moet het de energie die het heeft geraakt vrijgeven, en moet het zich houden aan het behoud van energie (energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd). Elektronen geven deze energie vrij als fotonen, en bij hogere intensiteit kunnen deze fotonen worden gezien als zichtbaar licht.

Fotonen en de elektromagnetische kracht

In de deeltjesfysica zijn fotonen verantwoordelijk voor de elektromagnetische kracht. Elektromagnetisme is een idee dat elektriciteit combineert met magnetisme. Een veel voorkomende manier waarop wij elektromagnetisme in ons dagelijks leven ervaren is licht, dat wordt veroorzaakt door elektromagnetisme. Elektromagnetisme is ook verantwoordelijk voor lading, wat de reden is dat u uw hand niet door een tafel kunt duwen. Aangezien fotonen het krachtdragende deeltje van elektromagnetisme zijn, zijn zij ook ijkbosonen. Van sommige materie, de zogenaamde donkere materie, wordt aangenomen dat zij niet wordt beïnvloed door elektromagnetisme. Dit zou betekenen dat donkere materie geen lading heeft, en geen licht afgeeft.

Gerelateerde pagina's

• Deeltjesfysica