Quando pensiamo alla luce non pensiamo davvero a di cosa sia fatta. Questo era in realtà l'argomento di uno degli argomenti più importanti in fisica. Per molto tempo i fisici e gli scienziati hanno cercato di determinare se la luce fosse un'onda o una particella. C'erano i fisici del diciottesimo secolo che credevano fermamente che la luce fosse composta da unità di base, ma alcune proprietà come la rifrazione hanno fatto sì che la luce fosse riclassificata come un'onda. Ci vorrebbe nientemeno che Einstein per risolvere il problema. Grazie a lui e al lavoro di altri rinomati fisici sappiamo di più su cosa sono i fotoni.
Per dirla semplicemente, i fotoni sono la particella fondamentale della luce. Hanno una proprietà unica in quanto sono sia una particella che un'onda. Questo è ciò che consente ai fotoni proprietà uniche come la rifrazione e la diffusione. Tuttavia, le particelle leggere non sono esattamente le stesse delle altre particelle elementari. Hanno caratteristiche interessanti che non sono comunemente osservate. Primo, al momento i fisici teorizzano che i fotoni non hanno massa. Hanno alcune caratteristiche delle particelle come il momento angolare ma la loro frequenza è indipendente dall'influenza della massa Inoltre non portano una carica.
I fotoni sono fondamentalmente la porzione più visibile dello spettro elettromagnetico. Questa è stata una delle maggiori scoperte che Einstein e il padre della fisica quantistica, Planck, fecero sulla natura della luce. Questo legame è ciò che sta dietro l'effetto fotoelettrico che rende possibile l'energia solare. Poiché la luce è un'altra forma di energia, può essere trasferita o convertita in altri tipi. Nel caso dell'effetto fotoelettrico l'energia dei fotoni luminosi viene trasferita attraverso i fotoni che urtano gli atomi di un materiale donatore. Ciò fa sì che l'atomo colpito perda elettroni e quindi produca elettricità.
Come accennato in precedenza, i fotoni hanno svolto un ruolo chiave nella fondazione della fisica quantistica. Lo studio delle proprietà dei fotoni ha aperto un'intera nuova classe di particelle fondamentali chiamate particelle quantistiche. Grazie ai fotoni sappiamo che tutte le particelle quantistiche hanno sia le proprietà delle onde che delle particelle. Sappiamo anche che l'energia può essere misurata discretamente su una scala quantistica.
Anche i fotoni hanno giocato un ruolo importante nella teoria della relatività di Einstein. senza il fotone non capiremmo l'importanza della velocità della luce e con essa la comprensione dell'interazione tra tempo e spazio che essa produce. Ora sappiamo che la velocità della luce è un assoluto che non può essere infranto con mezzi naturali poiché richiederebbe una quantità infinita di energia, cosa che non è possibile nel nostro universo. Quindi senza il fotone non avremmo la conoscenza del nostro universo che ora possediamo.
Abbiamo scritto molti articoli sui fotoni per Universe Today. Ecco un articolo su come splende il sole, ed ecco un articolo su perché le stelle brillano? .
Se desideri maggiori informazioni sui fotoni, dai un'occhiata al massa del fotone . Ed ecco un link a un articolo su In che modo la gravità influisce sui fotoni .
Abbiamo anche registrato un episodio di Astronomy Cast tutto sull'Atomo. Ascolta qui, Episodio 164: Dentro l'atomo .
Fonte:
Wikipedia