Un fotone è uno di una miriade di particelle elementari, ma il fotone è particolarmente degno di nota perché è la particella che trasporta la luce-- o, in effetti, è la luce stessa. Il fotone è un concetto chiave della fisica moderna con alcune caratteristiche molto peculiari, come non avere nessuna massa. Se questo può sembrare controintuitivo, è proprio questa caratteristica che è responsabile della velocità del fotone.
Caratteristiche
Fotoni trasportano radiazioni elettromagnetiche di tutti i tipi, dalle onde radio ai raggi gamma, ma la maggior parte delle persone associano il fotone con la luce. A differenza di altre particelle come gli elettroni, fotoni non hanno massa mentre nel vuoto e quindi viaggiare alla velocità della luce, che è un incredibile 67,100,000,000 mph (186.000 miglia al secondo). Questa velocità è una costante fisica, ovvero che vale ovunque nell'universo e viene designato in fisica di un minuscolo "c".
Storia
Gli antichi greci furono i primi a proporre che l'energia è composta di particelle. Tuttavia, esperimenti successivi hanno suggerito che energia si comportava più come onde che particelle. Nel 1860, il fisico James Clerk Maxwell ha scoperto che la luce è una forma di onde elettromagnetiche. Nel 1900, Max Plank, un fisico tedesco, ha suggerito che luce era costituita da particelle. Aiutato da celebri fisici come Albert Einstein, è stato infine deciso che luce potrebbe essere sia un'onda e una particella: è una particella quando gli scienziati usano strumenti per rilevare fotoni, e anche una particella quando interagisce con altre particelle, ma agisce come un'onda durante un viaggio attraverso un mezzo come un vuoto.
Vantaggi
Poiché le distanze nello spazio esterno sono così enorme, la velocità della luce serve come unità di misura per aiutare gli astronomi e altri scienziati..--per non parlare di scrittori di fantascienza - calibro come qualcosa è lontano nello spazio utilizzando la quantità di tempo prende per luce (fotoni) per viaggiare fino ad un certo punto. Per esempio, un fotone dalla superficie del sole avrà 8,3 minuti per raggiungere la terra. Distanze maggiori, come quelle tra stelle o galassie anche, sono misurate in termini di anni luce, che è la distanza coperta dai fotoni che viaggiano nel vuoto per un anno..--km circa 10 trilioni.
Identificazione
Gli scienziati usano l'equazione E = hv per calcolare il contenuto di energia di un fotone, dove l'energia (E) è uguale a un numero immutabile che è stato determinato da Max Plank (detta "Costante di Plank") volte la frequenza, o quanto velocemente il fotone vibra (v). Questa equazioni consente di determinare quanta energia qualsiasi particolare fotone trasporta; I raggi x, ad esempio, avere più energia di onde radio, anche se entrambi sono "portati" dai fotoni.
Teorie/speculazione
Einstein notoriamente affermato che nulla può viaggiare più veloce della luce, poiché secondo la sua teoria della relatività, viaggi più veloci della luce sarebbero letteralmente significa tornare indietro nel tempo, e qualunque cosa cerca questo tipo di viaggio avrà effettivamente una massa negativa. Tuttavia, la velocità dei fotoni è stato un oggetto infinitamente affascinante per gli scienziati e scrittori di fantascienza, e alcuni ipotizzano che le particelle che sono più veloce di fotoni, chiamati tachioni, possono teoricamente esistano (particelle che viaggiano più lentamente del luce sono chiamati tardyons).