Işık kaynağı tarafından üretilen fotonlar nereden geliyor?
Işık her açıldığında, parlak ışık yayılacaktır. Peki bu fotonlar nerede? Işık kaynağı nasıl foton üretir?
Işık enerjidir
Daha önce kullanılan en yaygın elektrik lambası tungsten filament lambadır.Elektrik akımı, tungsten filamenti ısıtmak için tungsten filamentin direncinden geçer ve tungsten filamentinin sıcaklığı 2500 santigrat dereceye çıkarak ışık yayar. Bununla birlikte, bir nesne ısıtıldıktan sonra neden parlıyor? Ve eğer sıcak nesneler ışık yayıyorsa, neden insanlar ve diğer sıcakkanlı hayvanlar onları tamamen karanlık bir odada görüyor?
Yeterince sıcak olmadıklarını düşünmek mantıklı. Sonuçta, sıcakkanlı hayvanların vücut ısısı sadece onlarca derecedir ve parlak tungsten telinin ısısı binlerce dereceye ulaşır. Aslında sıcakkanlı hayvanlar ışık yayarlar, ancak ısıları önemsiz olduğu için yaydıkları görünür ışık yeterince parlak değildir. Bu nedenle, ışık "görünür" değildir ve yalnızca kızılötesi gece görüş cihazları gibi cihazlarla tespit edilebilir.
Ancak bunu sadece enerji miktarına bağlamak yanlıştır. Biliyorsunuz, LED ışıklar veya flüoresan ışıklar akkor lambalar kadar sıcak değil, ama aynı zamanda çok parlak. Peki fotonlar tam olarak nasıl yapılır?
Foton
Işık, elektromanyetik bir dalgadır ve fotonlar, bir elektromanyetik alanın uyarılması olarak tanımlanır. Maxwell'in elektromanyetik alan teorisine göre, elektrik alanın uyarılması, manyetik alanı harekete geçirecek ve ardından elektrik alanını yeniden uyaracak ve bu böyle devam edecektir. Öyleyse, ilk uyarma için ne gerekiyor?
Bu elektroniktir. Çekirdeğin çevresinde elektronlar farklı enerji seviyelerinde olabilir. Bir elektron uyarıldığında, örneğin, bir tungsten atomunu ısıtmak için bir elektrik lambasına enerji verildiğinde, elektron enerjiyi emecek ve daha yüksek bir enerji seviyesine sıçrayacaktır. Ancak bu durum istikrarsızdır ve doğa istikrar ister. Bu nedenle, elektron orijinal veya daha düşük enerji seviyesine geri dönecektir. Bir elektron daha düşük bir enerji seviyesine geçtiğinde, atom bir foton yayar. Çok sayıda elektron aynı anda düşük bir enerji seviyesine geçiş yaptığında, çok sayıda foton yayılacaktır, böylece tungsten filaman lambası parlak ışık yayabilir.
Elektromanyetik dalgaların frekansına veya fotonların enerjisine bağlı olarak üretilen ışığın bir kısmı çıplak gözle görülebilirken bir kısmı görünmezdir. Frekans veya dalga boyuna göre elektromanyetik dalgalar 7 kategoriye ayrılabilir. İnsan gözü bunlardan yalnızca birini algılayabilir, bu nedenle buna görünür ışık denir.
Bu nedenle sıcak bir cismin ürettiği ışık, insan gözü tarafından algılanamaz, ancak kızılötesi cihazlar tarafından algılanabilir. Aynı şey radyo dalgalarının cep telefonlarımız aracılığıyla iletilmesi ve alınması için de geçerlidir. Görünür spektrumun ötesinde, daha kısa frekanslı ultraviyole, X-ışınları ve gama ışınları da vardır Yıldızlar ve diğer çok yüksek enerjili fenomenler, örneğin kuasarlar, süpernova ve nötron yıldızları ile çarpışmalar bu elektromanyetik dalgaları yayar.
Elektronlar ister ısıtma ister elektrikle uyarılsın, üretilen ışık farklı olmayacaktır.Işığın frekansı elektron geçişinin enerji seviyesi farkına bağlıdır. Bu nedenle, daha fazla ısı, daha fazla ışık anlamına gelmez. Bu nedenle tek başına floresan lambalara kıyasla akkor lambalar çok fazla ısı harcarlar ve verimleri çok düşüktür. Floresan lambalarda elektrik akımı, elektronları uyarmak için argon ve cıva buharı içeren bir tüpten geçer.
Kısacası, bir elektron enerjiyi emdiğinde ve uyarıldığında, kararsız hale gelecektir.Dararlı bir duruma geri dönmek için, elektron daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük bir enerji seviyesine geçerek bir foton yayacaktır. .
