IT A-Z

สารบาญตามตัวอักษร

photon

ที่มา WhatIs.com

WhatIs.com

ในบางสภาพ แสงที่มองเห็นมีพฤติกรรมเหมือนปรากฏการณ์คลื่น แต่ในการคาดหวังอื่น มีการกระทำเป็นความ อนุภาคย่อยต่อเนื่องความเร็วสูง Isaac Newton เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์แรกๆ ที่ตั้งทฤษฎีว่า แสงประกอบด้วยอนุภาค นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่สาธิตว่า พลังงานในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยแพคเกตแยกกัน คำว่า photon (โฟตอน หมายถึงอนุภาคแสงที่มองเห็น) เป็นด้านหนึ่งของแพคเกตพลังงานเหล่านี้ พฤติกรรมเหมือนอนุภาคไม่ได้จำกัดกับส่วนมองเห็นได้ของสเปคทรัมการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นวิทยุ รังสีอินฟราเรด แสงมองเห็นได้ รังสีอุลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา ทั้งหมดประกอบด้วย photon แต่ละประเภทบรรจุพลังงานเฉพาะที่ขึ้นกับความยาวคลื่น

การเดินของโฟตอนผ่านพื้นที่ว่างที่ความเร็วประมาณ 186,282 ไมล์ (299,792 กิโลเมตร) ต่อวินาที สิ่งนี้เป็นจริง ไม่ว่าจะมีความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็นเท่าไร ในตัวกลางนอกจากสุญญากาศ ความเร็วจะลดลง ตัวอย่าง แสงมองเห็นได้ เดินทางผ่านแก้วช้ากว่าพ้นที่ว่างภายนอก คลื่นวิทยุเดินทางผ่านผ่านโพลีเอทธิลีนในสายส่งช้ากว่าเดินทางผ่านบรรยากาศ อัตราส่วนความเร็วของโฟตอนในตัวกลางเฉพาะกับความเร็วในสุญญากาศ เรียกว่า velocity factor แฟคเตอร์นี้อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 เสมอ (ร้อยละ 0 ถึง 100) และขึ้นกับการขยายของความยาวคลื่น

ความยาวคลื่นสั้นกว่าของการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า จะมีพลังงานมากขึ้นที่บรรจุในโฟตอน ตามความจริงความสัมพันธ์นี้มีความแม่นยำด้วยการประยุกต์ทางคณิตศาสตร์ ถ้า e แทนพลังงาน (หน่วยวัดเป็นจูล – joule) บรรจุอยู่ในแต่ละโฟตอนและ s แทนความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (หน่วยเป็นเมตร) ดังนั้น

e = hc / s

โดย h เป็นตัวคงที่พลังค์ (Planck's constant) เท่ากับ 6.626 คูณ 10^34 joule-second และ c เป็นความเร็วของการเดินทางของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านตัวกลางที่เป็นคำถาม (ประมาณ 2.998 คูณ 10^8 เมตรต่อวินาทีในสุญญากาศ) สูตรง่ายกว่าในการประยุกต์ความถี่ ถ้า f แทนความถี่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (หน่วยเฮิร์ทซ์) ดังนั้น

e = hf

พลังงานที่บรรจุอยู่ในโฟตอนเดี่ยวไม่ขึ้นกับความหนาแน่นของการแผ่รังสี ที่ความยาวคลื่นเฉพาะใดๆ ความยาวคลื่นของแสงแพร่ผ่านเลเซอร์ ฮีเลี่ยม-นีออน ทุกโฟตอนบรรจุพลังงานรวมเท่ากัน ไม่ว่าแหล่งจะสลัวเหมือนเทียนไขหรือสว่างเหมือนดวงอาทิตย์ ความสุกใสหรือความหนาแน่นเป็นฟังก์ชันของจำนวนโฟตอนที่กระทบกับพื้นผิวต่อหน่วยเวลา

ศัพท์เกี่ยวข้อง

update: 9 มิถุนายน 2553