एक फोटॉन इतनी जल्दी प्रकाश की गति में कैसे तेजी से बढ़ता है?

L'HISTOIRE GIGANTESQUE DU COSMOS - DOCUMENTAIRE (जून 2019).

Anonim

न केवल एक फोटॉन सचमुच शून्यता से बाहर अस्तित्व में आ जाता है, बल्कि यह भी, जैसे ही यह पैदा होता है, प्रति सेकंड 300 मिलियन मीटर दूर बोल्ट करता है। नहीं, यह तेज़ नहीं होता है, यह या तो अस्तित्व में नहीं है या यह करता है, और यदि ऐसा होता है, तो यह हमेशा प्रकाश की गति पर दौड़ रहा है, जब तक यह अवशोषित होने पर शून्यता में फिर से गिर जाता है।

फोटॉन तेजी से नहीं बढ़ते हैं लेकिन उत्सर्जित होने पर प्रति सेकंड 300 मिलियन मीटर की यात्रा कर रहे हैं। (फोटो क्रेडिट: पिक्सल)

एक फोटॉन का जन्म

इलेक्ट्रॉन विभिन्न ऊर्जा स्तरों पर परमाणुओं के अंदर रहते हैं। जब हम इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करते हैं, उदाहरण के लिए, बल्ब के मामले में, टंगस्टन परमाणुओं को गर्म करते हुए, हम उन्हें उच्च ऊर्जा के स्तर तक बढ़ाते हैं। हालांकि, प्रकृति स्थिरता की तलाश है; इलेक्ट्रॉन उच्च स्तर पर चढ़ने से घृणा करते हैं। स्थिरता प्राप्त करने के लिए, इलेक्ट्रॉन अपने मूल या यहां तक ​​कि निम्न स्तर पर वापस आते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन इस नीचे की छलांग बनाता है, परमाणु एक फोटॉन उत्सर्जित करता है। चूंकि लाखों और अरबों इलेक्ट्रॉन एक साथ निम्न स्तर तक उतरते हैं, तो टंगस्टन फोटॉनों के बड़े पैमाने पर धारण को उजागर करता है।

इसलिए, मूल रूप से, प्रकाश या फोटॉन का जन्म तब होता है जब एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर से कम ऊर्जा स्तर तक संक्रमण करता है। हालांकि, लेखक तब पूछता है:

यदि आप परमाणु के अंदर झुकना चाहते थे, तो क्या आपको इलेक्ट्रॉन के आदेश पर हमला करने के लिए तैयार, अनगिनत फोटॉन की एक छिपी सेना मिल जाएगी?

नहीं। इलेक्ट्रॉन कम ऊर्जा स्तर पर कूदता है क्योंकि यह स्थिरता चाहता है, और इसे प्राप्त करने के लिए, इसे उस ऊर्जा को खोना चाहिए जिसने इसे पहले स्थान पर चढ़ने के लिए मजबूर किया। जैसा कि लेख बताता है:

ब्रह्मांड, गर्मी ऊर्जा के मामले में विपरीत, इस संगठित ऊर्जा को खो नहीं सकता है; इसे कुछ उपयोग के लिए अतिरिक्त ऊर्जा डालनी चाहिए। नतीजा एक फोटॉन का तात्कालिक निर्माण है; यह सचमुच अस्तित्व में कुछ भी नहीं, जो कुछ भी है, से बाहर हो जाता है।

फोटॉन कैसे बनाए जाते हैं। (फोटो क्रेडिट: Brighterorange / विकिमीडिया कॉमन्स)

उत्सर्जित फोटॉन बस यात्रा करने के लिए होता है या प्रति सेकंड 300 मिलियन मीटर की यात्रा कर रहा है। यह तत्काल 0 एम / एस से 300 मिलियन मीटर / एस तक नहीं बढ़ता है। कुछ लोग इस सनकी को एक फोटॉन की द्रव्यमान की पूरी कमी के लिए जिम्मेदार ठहरा सकते हैं, लेकिन यह सच नहीं है। जब एक मुक्त न्यूट्रॉन अंततः एक प्रोटॉन के लिए क्षय हो जाता है, इस प्रक्रिया में एक इलेक्ट्रॉन और एंटी-न्यूट्रीनो बनाते हैं, वैसे भी, उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन को लगातार एक निश्चित वेग पर यात्रा करने के लिए मनाया जाता है। द्रव्यमान रखने के बावजूद यह तेज़ नहीं होता है। तो, दुनिया में क्या चल रहा है?

एक बेहतर समझ प्राप्त होती है जब हम एक फोटॉन - और एक इलेक्ट्रॉन को देखते हैं, उस मामले के लिए - एक कठोर कक्ष के रूप में नहीं, एक कण के रूप में नहीं, बल्कि एक तालाब में लहर की तरह लहर के रूप में।

एक वेव के रूप में फोटॉन

इलेक्ट्रॉनों को तरंगों की तरह व्यवहार करते हुए, दो स्लिट के माध्यम से लॉन्च होने के बाद, उनके सामने एक स्क्रीन पर एक हस्तक्षेप पैटर्न, तरंगों का बहुत फिंगरप्रिंट खींचें।

एक प्राथमिक कण को ​​इसके इसी तरंग क्षेत्र में अशांति या उत्तेजना के रूप में समझा जा सकता है। इसलिए, जबकि इलेक्ट्रॉन एक परेशानी या इलेक्ट्रॉन क्षेत्र की उत्तेजना है, एक फोटॉन विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में एक परेशानी या उत्तेजना है। यह विद्युत चुम्बकीय तालाब में एक लहर है। अब, ध्यान रखें कि इसमें एक पत्थर से प्रेरित तालाब में तरंगें तेज नहीं होती हैं; वे गतिहीन के रूप में शुरू नहीं करते हैं और धीरे-धीरे वेग प्राप्त करते हैं। इसके बजाए, पत्थर पानी को छूने के तुरंत बाद वे बाहर निकलते हैं। फोटॉन या विद्युत चुम्बकीय तरंग पहले से ही प्रति सेकंड 300 मिलियन मीटर की यात्रा कर रही है क्योंकि इस तरह लहरें व्यवहार करती हैं!

(फोटो क्रेडिट: पिक्साबे)

अगर आपको यह बेतुका लगता है, तो चिंता न करें, आप अकेले नहीं हैं। बेतुकापन इस तथ्य से उत्पन्न होता है कि हम द्रव्यमान एम की रोजमर्रा की वस्तुओं के लिए क्वांटम यांत्रिक कणों को गलती करते हैं , जो एक बल एफ के अधीन होते हैं , एक एम / वर्ग मीटर से तेज होते हैं क्वांटम यांत्रिक कण, हालांकि, रोजमर्रा की वस्तुओं के अलावा कुछ भी हैं; वे किसी भी चीज के विपरीत हैं जो हमने अभी तक सामना किया है। क्वांटम इलेक्ट्रोडडायनामिक्स (क्यूईडी) के अग्रणी होने के बावजूद, नोबेल पुरस्कार विजेता और आखिरी शताब्दी के सबसे शानदार दिमाग में से एक रिचर्ड फेनमैन ने भी कहा: "अगर आपको लगता है कि आप क्वांटम यांत्रिकी समझते हैं, तो आप क्वांटम यांत्रिकी नहीं समझते । "