Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Photon”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
Đã lùi lại sửa đổi 56600012 của Tuanminh01 (thảo luận) Thẻ: Lùi sửa |
||
Dòng 22:
| magnetic_moment =
}}
Trong [[vật lý học|vật lý]], '''photon''' (tiếng Việt đọc là ''phô tông'' hay ''phô tôn'') là một đơn vị lượng tử của chùm ánh sáng nhìn thấy và đơn vị lượng tử của tất cả các chùm sóng điện từ ở trong thang tần số sóng điện từ. Trong đó photon là thuật ngữ thông thường dùng để chỉ cho đơn vị lượng tử của ánh sáng.
Ánh sáng cũng có bản chất là các phần tử rời rạc và độc lập như vật chất, vật chất được cấu thành từ những nguyên tử độc lập như được mô tả trong thuyết nguyên tử. Việc xem xét chùm ánh sáng được cấu thành từ tập hợp nhiều phần tử con được gọi là lượng tử ánh sáng. Các phần tử cấu thành này có thể đếm được số lượng của chúng trong một dải sáng - đoạn sáng, việc đếm được đó có tính chất như là đếm các hạt nhưng thể theo khái niệm ban đầu và tính chất của những phần tử photon nên ta gọi là: một lượng tử photon thay vì một hạt photon.
Khi một nguồn sáng được thắp lên, ánh sáng sẽ xuất hiện từ nguồn đến đích và lan truyền theo vận tốc ánh sáng, do đó phần tử của ánh sáng cũng thay đổi vị trí từ nguồn đến đích theo vận tốc ánh sáng.
Tóm lại nguồn sáng phát ra một chùm sáng với vận tốc lan truyền xấp xỉ 300000km/s bao gồm những gói hay thành phần nhỏ, mỗi thành phần nhỏ gọi là một photon, và photon luôn dịch chuyển với vận tốc ánh sáng
Khi một nguồn sáng chiếu sáng trong một thời gian, nó sẽ tỏa ra một nguồn năng lượng quang năng nhất định. Nguồn năng lượng này là tổng của tất cả năng lượng các photon phát ra trong thời gian đó.
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, mỗi photon truyền tải một năng lượng e = h.f
Trong đó e là năng lượng lan truyền của photon; h là hằng số Plank; f là tần số của quang phổ chứa photon.
Các photon trong một chùm sáng đơn sắc sẽ có năng lượng bằng nhau cho mỗi photon vì chúng cùng tần số.
Các photon trong những chùm sáng đơn sắc khác màu sẽ có năng lượng khác nhau do tần số khác nhau.
Các photon trong chùm sáng trắng là tập hợp pha trộn những photon của đầy đủ các dải sáng đơn sắc trong 7 sắt cầu vồng.
Các photon trong những chùm sáng pha trộn khác là tập hợp những loại photon của các dải sáng đơn sắc tạo nên dải sáng đó.
Mặc dù có nhiều photon trong dải sáng hay chùm sáng, nhưng chúng luôn luôn di chuyển với vận tốc ánh sáng và phân bố rời rạc như dòng cát rơi trên bàn cân, dải sáng không thể tạo thành môi trường đàn hồi mà từ đó tạo thành một trường truyền tương tác lực như vật chất.
Dải sáng bao gồm tập hợp các lượng tử photon không phải là môi trường truyền sóng điện từ và ánh sáng.
Và photon không phải là lượng tử của trường điện từ và môi trường lan truyền sóng ánh sáng (giả tưởng) - môi trường mà được cấu thành từ các photon rời rạc hay gọi là chùm sáng mà thay vào đó chính ê-te (giả tưởng) mới chính là trường truyền sóng này.
Sự nhầm lẫn phổ biến này đã diễn ra bởi vì kể từ khi [[thí nghiệm Michelson-Morley]] đã loại bỏ một giả thuyết về ê-te : ê-te theo quan điểm của Michelson, của Morley, của những nhà khoa học trước - trong và sau thế kỷ 19. Của tất cả những người cho rằng ê-te giống như nước và do đó khi Trái đất quay trong ê-te - lưc ma sát sẽ tạo ra gió ê-te. Một câu hỏi thách đố đặt ra cho nền vật lý hiện đại là: nếu như vậy điều gì sẽ xảy ra nếu ê-te là một chất siêu lỏng?.
Photon không phải là hạt hay lượng tử của [[tương tác điện từ|lực điện từ]], một dải các photon không tạo nên được một môi trường tương tác lực để làm nên điều đó. Những mạt sắt xếp hình theo đường sức quanh thanh nam châm không phải do photon tương tác, những mảnh giấy vụn bị hút vào chiếc lược nhựa (khi cọ sát vào tóc) mang điện tích không phải bị photon xô đẩy.
Photon không phụ trách việc truyền [[tương tác cơ bản]] qua khoảng cách, photon chỉ truyền năng lượng qua khoảng cách.
Phải nói chính xác rằng ánh sáng mang tính chất [[lưỡng tính sóng-hạt|lưỡng tính sóng hạt]] — chứ không thể nói photon mang tính chất [[lưỡng tính sóng-hạt|lưỡng tính sóng hạt]] . Photon là lượng tử của ánh sáng mà ngày nay nhiều người gọi là hạt của ánh sáng. Ánh sáng thể hiện các tính chất giống như của cả [[chuyển động sóng|sóng]] và [[hạt]], trong đó ví dụ chùm tia sáng có thể bị [[khúc xạ]] bởi một [[thấu kính]] hoặc thể hiện sự [[giao thoa]] giữa các sóng, và ánh sáng biểu hiện như một chùm hạt khi chúng chiếu vào một tế bào quang điện sẽ làm bật các electron với động năng khác nhau cho mỗi màu quang phổ khác nhau từ đó làm cho hiệu điện thế thu được từ tế bào quang điện cũng khác nhau. Điều này chứng tỏ chùm ánh sáng cấu thành từ chùm các đơn vị rời gọi là photon. Hiện tượng đánh bật electron ra khỏi nguyên tử hoặc phân tử để trở thành các electron tự do gọi là hiệu ứng quang điện.
Khái niệm hiện đại về photon đã được phát triển dần dần bởi [[Albert Einstein]] để giải thích các quan sát thực nghiệm mà không thể được giải thích thỏa đáng bởi [[phương trình sóng điện từ|mô hình sóng]] cổ điển của ánh sáng. Đặc biệt, mô hình photon đưa ra sự phụ thuộc của năng lượng ánh sáng vào tần số, và giải thích khả năng của [[vật chất]] và [[bức xạ điện từ|bức xạ]] đạt đến trạng thái [[cân bằng nhiệt động]]. Mô hình cũng đưa ra sự giải thích cho một số quan sát khác thường, bao gồm tính chất của [[bức xạ điện từ|bức xạ vật đen]], mà một số nhà vật lý, điển hình nhất là [[Max Planck]], đã từng giải thích bằng cách sử dụng ''các mô hình bán cổ điển'', theo đó ánh sáng vẫn được miêu tả bằng các [[phương trình Maxwell]], nhưng ánh sáng phát ra hoặc hấp thụ từ vật thể bị lượng tử hóa. Mặc dù những mô hình bán cổ điển này đóng góp vào sự phát triển của [[cơ học lượng tử]], những thí nghiệm sau này<ref>{{cite journal|author=Kimble, H.J.; Dagenais, M.; Mandel, L.|title=Photon Anti-bunching in Resonance Fluorescence|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=39|issue=11|pages=691–695|year=1977|doi=10.1103/PhysRevLett.39.691|bibcode=1977PhRvL..39..691K|last2=Dagenais|last3=Mandel}}</ref><ref>{{cite journal|author=Grangier, P.; Roger, G.; Aspect, A.|title=Experimental Evidence for a Photon Anticorrelation Effect on a Beam Splitter: A New Light on Single-Photon Interferences|journal=[[EPL (journal)|Europhysics Letters]]|volume=1|issue=4|pages=173–179|year=1986|doi=10.1209/0295-5075/1/4/004|bibcode=1986EL......1..173G|last2=Roger|last3=Aspect}}</ref> đã công nhận giả thiết của Einstein rằng ''chính ánh sáng'' bị [[lượng tử hóa]]; và [[cơ học lượng tử|lượng tử]] của ánh sáng là các hạt photon.
Khi đi sâu vào bên trong để xem xét bản chất của một photon là gì, và tại sao photon lại làm cho ánh sáng vừa có tính sóng vừa có tính hạt - một mô hình vật lý cổ điển vẫn có thể áp dụng cho photon một khái niệm logic. Chúng ta biết mỗi khi ném một viên sỏi xuống mặt hồ thì sẽ tạo ra một gợn sóng lan truyền đi tử tâm lan tỏa ra xung quanh và mở rộng tròn ra xung quanh. Khi electron trong nguyên tử "rơi" từ quỹ đạo hình cầu (obitan) bên ngoài vào quỹ đạo hình cầu (obitan) bên trong, sự dao động này sẽ lan truyền ra môi trường thành một làn sóng, mỗi một làn sóng như vậy là một photon. Mỗi một làn sóng hay một photon là tập hợp của những vùng không gian cục bộ của môi trường ê-te (giả định) hay gọi là etheron đang dao động. Lưu ý rằng khi lý giải sự lan truyền dao động của ánh sáng trong chân không, nhiều học giả đã nói rằng: mỗi tia sáng là tập hơp các photon (photon mà lấp đầy vũ trụ) đang lan truyền dao động ; hoặc mỗi tia sáng là do các lượng tử photon hay hạt photon vừa tự mình dao động vừa bay - cực kỳ phản logic.
Trong [[Mô hình chuẩn]] hiện đại của [[vật lý hạt]], photon được miêu tả như là một hệ quả cần thiết của các định luật vật lý với [[đối xứng (vật lý)|tính đối xứng]] tại mỗi điểm trong [[không-thời gian|không thời gian]]. Các tính chất nội tại của photon như [[điện tích]], [[khối lượng]] và [[spin]] được xác định bởi tính chất của [[lý thuyết gauge|đối xứng gauge]]. ''Lý thuyết neutrino về ánh sáng'' với cố gắng miêu tả photon có cấu trúc thành phần, vẫn chưa có được một thành công nào đáng kể.
| |||