प्रकाश के स्रोत द्वारा उत्पादित फोटॉन कहां से आते हैं?

Death From Space — Gamma-Ray Bursts Explained (जून 2019).

Anonim

यदि आप दीपक या ट्यूब लाइट के अंदर झुकते हैं, तो आपको स्विच के कमांड पर हमला करने के लिए तैयार किए जाने वाले अनगिनत फोटोनों की छुपी सेना नहीं मिलती है। बल्ब के मामले में, आपको सबसे ज्यादा मिलेगा धातु की फिलामेंट। जबकि, एक ट्यूब प्रकाश के मामले में, आप पाएंगे, ठीक है

कुछ भी तो नहीं। फिर फोटॉन कहाँ से आते हैं? क्या वे पतली हवा से वसंत करते हैं? वास्तव में हाँ। फोटॉन बिल्कुल कुछ भी नहीं से अस्तित्व में पॉप करते हैं। ऐसे।

फोटॉन कहां से आते हैं? (फोटो क्रेडिट: पिक्साबे)

अधिक ऊर्जा = अधिक प्रकाश

प्रकाश उत्पन्न करने के लिए 2500 डिग्री सेल्सियस पर एक गरमागरम बल्ब के अंदर एक टंगस्टन फिलामेंट गर्म होता है।

भले ही हम हजारों सालों से हमारी सनकी के लिए प्रकाश डाल चुके हैं, यह केवल पिछली शताब्दी थी कि हमने फोटॉनों के निर्माण के बारे में व्यापक समझ हासिल की।

फोटॉन

कैसे फोटॉन का उत्पादन किया जाता है। (फोटो क्रेडिट: Brighterorange / विकिमीडिया कॉमन्स)

चाहे उत्पादित प्रकाश दिखाई दे या अदृश्य हो, विद्युत चुम्बकीय तरंग की आवृत्ति या फोटॉन की ऊर्जा पर निर्भर करता है। विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को सात श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। मानव आंख केवल उनमें से एक का पता लगा सकती है, इसलिए इसे सही स्पेक्ट्रम कहा जाता है। एक विद्युत चुम्बकीय तरंग या फोटॉन की ऊर्जा की आवृत्ति एक इलेक्ट्रॉन द्वारा कूद की दूरी के लिए सीधे आनुपातिक है।

जब इलेक्ट्रॉनों, जैसे कि टंगस्टन फिलामेंट के इलेक्ट्रॉन, नीचे की छलांग बनाते हैं जो इस स्पेक्ट्रम में स्थित आवृत्ति के लिए अनुवाद करता है, उत्पादित फोटोन दिखाई दे रहे हैं। इस श्रेणी के बाहर एक जगह पर चढ़ता है, चाहे बड़ा या छोटा, अदृश्य हैं जो फोटॉन का उत्पादन करेगा। यही कारण है कि गर्म शरीर का उत्पादन मानव आंखों द्वारा नहीं पाया जा सकता है, लेकिन यह कम आवृत्ति अवरक्त तरंगों से जुड़े उपकरणों द्वारा पता लगाया जा सकता है इन फोटोनों का उत्पादन करने वाले इलेक्ट्रॉनों को छलांग पर्याप्त नहीं है। तो हमारे फोन द्वारा प्रसारित और प्राप्त रेडियो तरंगों के साथ मामला है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम से परे तरंगों की लम्बाई होती है, जैसे कि पराबैंगनी या एक्स-किरण, सितारों द्वारा उत्सर्जित तरंगें और अन्य अत्यधिक उच्च ऊर्जा घटनाएं, जैसे कि क्वार्स और सुपरनोवा।

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम।

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि क्या कोई उन्हें गर्मी या बिजली के अधीन इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है; उनकी ऊंचाई की परिमाण क्या मायने रखती है। इस अहसास ने हमें हमारी धारणा को त्यागने का नेतृत्व किया कि अधिक गर्मी अधिक प्रकाश के बराबर होती है। हालांकि यह सच है, सितारों द्वारा उदाहरण के रूप में, यह अक्षम है। अकेले इस कारण से, गरमागरम बल्ब - जो गर्मी ऊर्जा की जबरदस्त मात्रा को बर्बाद कर देता है - सीएफएल की तुलना में दुखद रूप से अक्षम होता है, जो इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है और इलेक्ट्रॉनों को केवल ट्यूबों के माध्यम से बिजली से गुजरता है जिसमें आर्गन और पारा के वाष्प होते हैं।

इसलिए, जब प्रकाश एक उच्च ऊर्जा स्तर से कम ऊर्जा स्तर तक इलेक्ट्रॉन संक्रमण होता है तो प्रकाश या फोटॉन का उत्पादन होता है। हालांकि, अगर 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। जैसा कि समझाया गया है, स्थिरता प्राप्त करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन कम ऊर्जा स्तर पर कूदता है, यानी, यह उस ऊर्जा को खो देता है जिसने इसे पहले स्थान पर चढ़ने के लिए मजबूर किया। ब्रह्मांड, गर्मी ऊर्जा के मामले में विपरीत, इस संगठित ऊर्जा को खो नहीं सकता है; इसे कुछ उपयोग करने 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।

मनुष्य गंभीर रूप से उत्सुक हैं: कोई गहराई से खोदना चाहता है, लेकिन यह सबसे गहराई से खोद सकता है। एक गहन "क्यों" पूछने के लिए पूछना है, "छोटी वस्तुओं को भारी वस्तुओं के लिए क्यों आकर्षित किया जाता है?" या "प्रकाश की गति लगभग 3, 00, 000 किमी / एस क्यों है?" इस प्रकार गुरुत्वाकर्षण मूल रूप से काम करता है और यही वह है वेग जिसके साथ एक विद्युत चुम्बकीय तरंग वैक्यूम में यात्रा करती है। फोटॉन तब बनाए जाते हैं जब इलेक्ट्रॉन नीचे की ओर संक्रमण करते हैं क्योंकि कम से कम इस ब्रह्मांड में क्वांटम इलेक्ट्रोडडायनामिक्स कैसे काम करता है। एक स्तर पर मौलिक, भौतिकविदों, जैसे कॉर्नेल भौतिक विज्ञानी डेविड मर्मिन ने आदेश दिया (हालांकि अधिकतम को रिचर्ड फेनमैन और कभी-कभी पॉल डिराक को गलत तरीके से वितरित किया जाता है), "चुप रहो और गणना करें"।