LATEX

الفوتون

الفوتون photon هو الجسيم الذى ينتشر مع الضوء او اى اشعاع كهرومغناطيسى. كان الفيزيائى النظرى الشهير بلانك Planck عام 1900, هو اول من افترض أن الضوء يأتى على شكل كمات quantum ذات طاقة
E=h.nu
حيث أن nu هو تواتر الضوء و h هو ثابت اصبح يعرف فيما بعد والان بثابت بلانك, من اجل تفسير ما يسمى بطيف اشعاع الجسم الاسود black body radiation. هذه الكمات المفترضة هى جسيمات و هى بالضبط ما نسميه الان بالفوتونات.
الان ماهو اشعاع الجسم الاسود الذى ادى الى هذه الفرضية?
اى جسم مسخن عند درجة حرارة T فى حالة توازن ترموديناميكى يصدر عنه اشعاع كهرومغناطيسي ذو طيف لا يتعلق الا بدرجة الحرارة. اى ان كل الاجسام المسخنة عند نفس درجة الحرارة يكون لها تفس الطيف. هذا هو ما يسمى باشعاع الجسم الاسود. انظر الصورة ادناه. عندما نحسب هذا الطيف باعتبار الضوء أنه موجة كلاسيكية نحصل على تباعد divergence, اى نحصل على قيمة لانهائية للطيف,و هذا يعرف باسم الكارثة مافوق البنفسجية ultraviolet catastrophe. اما بافتراض ان الضوء هو عبارة عن جسيمات ذات طاقة مكممة, تعطى بعلاقة بلانك اعلاه, نحصل, عند الحساب, بالضبط على الطيف فى الصورة ادناه.
أينتشاين اخذ فرضية بلانك على محمل الجد, عن طريق التأكيد أن خاصية التكميم quantization هى خاصة حقيقية تميز طبيعة الضوء و كل الحقول الكهرومغناطيسية, و باستعمال علاقة بلانك اعلاه, تمكن من تفسير ما يعرف بظاهرة الفعل الكهروضوئى photoelectric effect. نظرية اينشتاين للفعل الكهروضوئى تحقق منها تجريبيا ملكان Millikan عام 1916, وأما التأكيد التجريبيى النهائى على حقيقة الفوتون فقد تحقق على يد كومبتون Compton عام 1923. شرح هذه الامور بتفصيل اكثر نتركه لفرصة اخرى, ان شاء الله, لاننى أُرهقت الان من كتابة هذه الكلمة.

No comments:

Post a Comment