Bagaimana Photon Mempercepatkan Kepada Kelajuan Cahaya Jadi Cepat?

Anonim

Bukan sahaja foton secara harfiah menonjol daripada ketiadaan semata-mata, tetapi ia juga, sebaik sahaja ia dilahirkan, bolt di 300 juta meter sesaat. Tidak, ia tidak mempercepatkan, sama ada ia tidak wujud atau tidak, dan jika ia berlaku, ia sentiasa berlumba pada kelajuan cahaya, sehingga ia kembali terjun ke dalam ketiadaan apabila ia diserap.

Foton tidak mempercepat tetapi sudah melancarkan 300 juta meter sesaat ketika dipancarkan. (Foto Kredit: Peksel)

Kelahiran Photon

Elektron tinggal di dalam atom dalam tahap tenaga yang berbeza. Apabila kita membangkitkan elektron dengan, sebagai contoh, dalam keadaan mentol, memanaskan atom tungsten, kita meningkatkannya ke tahap tenaga yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, sifat mencari kestabilan; elektron membenci pendakian ke tahap yang lebih tinggi. Untuk mencapai kestabilan, elektron turun kembali ke peringkat asal atau lebih rendah. Apabila elektron membuat lompatan ke bawah ini, atom memancarkan foton. Sebagai berjuta-juta dan berbilion elektron serentak turun ke tahap yang lebih rendah, tungsten melepaskan satu foton besar.

Oleh itu, pada asasnya, cahaya atau foton dilahirkan apabila peralihan elektron dari tahap tenaga yang lebih tinggi ke tahap tenaga yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, penulis kemudian bertanya:

Sekiranya anda mengintip di dalam sebuah atom, adakah anda akan dapati sebuah tentera yang tersembunyi dari foton yang tidak dapat dijumpai, bersedia untuk menyerang arahan elektron?

Nah, tidak. Elektron melompat ke tahap tenaga yang lebih rendah kerana ia menginginkan kestabilan, dan untuk mencapai itu, ia mesti kehilangan tenaga yang memaksanya untuk mendaki di tempat pertama. Seperti yang dijelaskan oleh artikel itu:

Alam semesta, tidak seperti dalam hal tenaga panas, tidak dapat menjauhkan tenaga teratur ini; ia mesti meletakkan tenaga tambahan untuk kegunaan. Hasilnya ialah penciptaan seketika foton; ia secara harfiah muncul daripada kewujudan apa-apa, apa sahaja yang ada.

Bagaimana foton dicipta. (Photo Credit: Brighterorange / Wikimedia Commons)

Foton yang dikeluarkan hanya berlaku untuk perjalanan atau sudah melakukan perjalanan pada 300 juta meter sesaat. Ia tidak mempercepatkan dari 0 m / s kepada 300 juta m / s serta-merta. Sesetengah mungkin menyifatkan sifat eksentrik ini untuk kekurangan massa foton, tetapi ini tidak benar. Apabila neutron bebas akhirnya meretas kepada proton, menghasilkan elektron dan anti-neutrino dalam proses itu, juga daripada ketiadaannya, dengan cara itu, elektron yang dipancarkan secara konsisten diperhatikan telah melakukan perjalanan pada halaju tetap. Ia tidak mempercepatkan, walaupun mempunyai massa. Jadi, apa yang berlaku di dunia?

Pengertian yang lebih baik dicapai apabila kita melihat foton - dan elektron, untuk perkara itu - bukan sebagai bola yang tegar, bukan sebagai zarah tetapi sebagai gelombang, seperti riak dalam kolam.

Photon sebagai Gelombang

Elektron berkelakuan seperti gelombang kerana mereka, selepas dilancarkan melalui dua celah, menarik corak gangguan, cap jari yang sangat besar, pada skrin di hadapannya.

Zarah asas boleh dianggap sebagai gangguan atau pengujaan dalam medan gelombang yang sepadan. Oleh itu, semasa elektron adalah gangguan atau pengujaan bidang elektron, foton adalah gangguan atau pengujaan bidang elektromagnetik. Ia adalah riak dalam kolam elektromagnetik. Kini, ambil perhatian bahawa riak di kolam yang disebabkan oleh batu yang dilemparkan di dalamnya tidak mempercepatkan; mereka tidak bermula sebagai tidak bergerak dan mendapatkan halaju secara beransur-ansur. Sebaliknya, mereka memancar ke luar segera seketika batu menyentuh air. Foton atau gelombang elektromagnetik sudah melancarkan 300 juta meter sesaat kerana itu adalah bagaimana gelombang berkelakuan!

(Photo Credit: Pixabay)

Sekiranya anda mendapati ini tidak masuk akal, jangan risau, anda tidak bersendirian. Ketidakseimbangan timbul dari fakta bahawa kita cenderung untuk menyalahkan zarah mekanik kuantum untuk objek setiap hari massa m, yang apabila tertakluk kepada kekuatan F, dipercepat oleh m / s² . Walau bagaimanapun, zarah mekanik kuantum adalah apa-apa tetapi objek setiap hari; mereka tidak seperti apa yang kita temui. Walaupun pemenang hadiah Nobel dan salah satu minda yang paling cemerlang abad lalu, Richard Feynman, walaupun menjadi perintis Quantum Electrodynamics (QED), menyangka bahawa: "Jika anda fikir anda memahami mekanik kuantum, anda tidak memahami mekanik kuantum . "