Foton

Foton (ing. photon) və ya qamma kvant – elektromaqnit şüalanmasının (dar mənada işığın) kvantı olan stabil elementar zərrəcik. Dörd fundamental qüvvədən biri olan elektromaqnit qüvvəsinin daşıyıcısıdır. Bozonlar qrupuna aiddir. Sükunət kütləsi və elektrik yükü sıfıra bərbərdir. Kainatda hər atoma qarşılıq təqribən 1 milyard foton mövcuddur.

Tanınmış Fermilab-ın (Fermi National Accelerator Laboratory) üzvü Don Linkoln "Understanding the Universe: from Quarks to the Cosmos" kitabında fotonu belə təsvir edir:

Fotonlar nöqtəyə oxşar hissəciklərdir; onlar kütləyə malik deyillər və onlar bir elektrik yüklü obyektdən başqasına tullanırlar. (səh. 177)

Fotonlar, kainatdakı hər maddədən, hər istiqamətə doğru, çox sayıda yayılmaqdadır və kainatdakı ən yüksək sürət ilə fəzada irəliləməkdədir. Bir fotonu digər fotonlardan ayıran üç vacib xüsusiyyəti vardır:

• "Fotonun enerjisi" (dalğa uzunluğu)
• "Fotonun hərəkət istiqaməti" (momentum istiqaməti)
• "Spin istiqaməti" (polyarizasiya istiqaməti)

Bir fotonun enerjisinin verilməsi, dalğa uzunluğunun və ya tezliyinin də verilməsi deməkdir.

Dalğa uzunluğu, fotonun enerjisi ilə tərs mütənasibdir. Yüksək enerjili fotonların dalğa uzunluğu kiçik, aşağı enerjili fotonların dalğa uzunluğu böyükdür.

Fotonun enerjisi və fotonun hərəkət istiqaməti aydın kimi görünsə də, "spin istiqaməti nədir ki?" deyə soruşa bilərsiniz.

Spin istiqamətini belə izah etmək olar: Fotonu, nöqtə kimi deyil, yan-yana gedən bir ox kimi düşünün. Bu bənzətmədə, spin istiqaməti, oxun göstərdiyi istiqamət olmalıdır. İşıq üçün spin istiqamətinə polarizasiya istiqaməti də deyilir.

Ümumiyyətlə, günəş eynəklərinin polarizasiya şüşələri var. Niyə bilirsinizmi?

Yer üzünə düşən günəş şüalarından daha çox bir istiqamətdə spini olanlar əks edir. Günəş eynəkləri şüşələri də bu istiqamətdə spini olan fotonları keçirə bilən formada polarizasiya edilmişdir. Buna görə də günəşdən gələn fotonların yalnız bir qismini keçirir, yerdən əks olunan fotonların isə hamısını keçirir. Beləliklə, günəş eynəkləri günəşdən qorunub yerdəki cisimləri aydın görməyi təmin edir.

Kainatda olan fotonlardan bəzilərini gözlərimizlə görə bilirik. Bizim görə bildiyimiz fotonlar, santimetrin 12.500-də biri ilə 25.000-də biri arasında dalğa uzunluğuna sahib olanlardır. (0.4-0.8 mkm arası). Bu dalğa uzunluğundakı fotonlara, "görünən işıq" deyirik. Görünən işığın radio dalğasından və ya x şüasından fərqi yalnız dalğa uzunluğudur. Bunun xaricindəki geniş dalğa uzunluğu spektrinin heç bir hissəsi gözümüz ilə görülə bilməz.

"Görünən işığa" qısaca birbaşa "işıq" da deyə bilərik.

Dalğa uzunluğuna görə fotonları düzməli olsaq, ən böyükdən ən kiçiyə doğru, cərgəsi belə olar: (ən aşağı enerjidən ən böyük enerjilərə doğru)

• Radio dalğaları,
• Mikrodalğalar
• İnfraqırmızı şüalar,
• Görünən işıq,
• Ultrabənövşəyi şüalar,
• Rentgen şüaları,
• Qamma şüaları.

Bunlardan yalnız görünən işığı adi gözlə görə bilirik. Elə buna görə də bu dalğa uzunluğundakı fotonlara görünən işıq deyilir. Canlıdan canlıya gözlərinin həssas olduğu dalğa uzunluqları dəyişməkdədir. Məsələn, arılar bizim görə bilmədiyimiz ultrabənövşəyi bölgəni görə bilir, ancaq bizim gördüyümüz qırmızı bölgəni görə bilmir.

Görünən işıq dalğa uzunluğu, tamamilə Günəşin də ətrafa ən çox foton göndərdiyi dalğa uzunluğudur. Əgər gözümüz fərqli dalğa uzunluğuna həssas olsaydı, ətrafındakı şeyləri görə bilmək üçün kifayət qədər foton tapmaya bilərdi.

Fotonların dalğa uzunluğunun santimetrin milyard dəfə milyardda birindən, dünyanın radiusunun 5000 qatına qədər ölçülmüş dəyərləri vardır. (10-20 metrdən 1010 metrə qədər.)

Qamma şüaları dalğa uzunluğu bir millimetrin 100 milyonda birindən az fotonların adıdır. Radio dalğaları isə bir millimetrdən daha böyük dalğa uzunluqlu fotonlardır. Dalğa uzunluqlarının fərqli olmasından başqa radio dalğaları və qamma şüaları arasında heç bir fərq yoxdur. İkisi də fotondur. Belə fərqli adlar tamamilə tarix mənbəlidir.

• Akademiya məqaləsi Arxivləşdirilib 2007-05-03 at the Wayback Machine

• Maddə və sahə zərrəcikləri