El fotón se clasifica como una partícula de energía en forma de radiación electromagnética. Es emitido o absorbido por la materia.
La luz está formada por partículas elementales llamadas fotones . Es decir, un fotón representa una especie de “paquete”, encargado de transportar la energía contenida en la radiación electromagnética . Así, surge un fotón cuando se produce la transición entre diferentes estados de energía.
De esta forma, los átomos presentes en la energía pasan a una forma más externa, que antes se encontraban dentro de la fuerza energética. Cuando esto ocurre, se genera producción de luz y el fotón se encarga de transportar esta energía.
Con la evolución de la Teoría de la Relatividad , desarrollada por Einstein , la variación de la energía viene dada en función de la masa . Así, para definir la masa se utiliza la ecuación E=mc 2 . Cuando se igualan las ecuaciones, entonces, es posible definir qué masa emite una partícula fotónica.
Para comprender mejor el concepto de fotón, debemos retroceder un poco en la historia. ¡Entonces vamos alla!
historia de los fotones
Uno de los primeros científicos en ejemplificar conceptos sobre la luz fue Isaac Newton , quien creía que la luz estaba compuesta por pequeñas esferas. En este sentido, la reflexión y la difracción , caracterizadas como fenómenos ondulatorios , se formaron por colisiones de esferas contenidas en la luz.
Antes de eso, en 1801, el físico británico Thomas Young descubrió que la luz estaba formada por ondas electromagnéticas . A partir de esto, en el siglo XX, Einstein demostró que la luz tiene características de onda y al mismo tiempo de partícula. Incluso para esta partícula, el físico le dio el nombre de partícula luminosa fotónica.
A través de sus estudios, Einstein vio que, como cualquier otra partícula, el fotón tenía una relación entre la energía (E) y la frecuencia (F) de emisión. En este caso, la energía y la frecuencia de la luz fueron explicadas por la constante de Planck (h). Así, se definió la siguiente ecuación: E = hf.
aumento de fotones
Cuando el estado de energía está en acción, los electrones pasan de una capa más interna a otra capa, la externa. Con esto, la energía vuelve al estado inicial y se produce la transición del electrón presente en dos estados energéticos diferentes.
La teoría de la relatividad, por ejemplo, explica que la energía varía con la masa. Esto se explica por la ecuación propuesta por Einstein, en la que E = mc 2 . En este caso, cuando se igualan las ecuaciones, se puede determinar la masa del fotón emitido en la luz.
Sin embargo, conviene recordar que la masa del fotón no permanece en reposo. Es decir, como la partícula se encarga de transportar la energía, los fotones aparecen con la velocidad de la luz . Por lo tanto, cuando se necesita calcular la masa, se deben igualar las ecuaciones en movimiento. Ya que, sin movimiento, no hay masa en los fotones.
En este sentido, la velocidad de las partículas fotónicas está determinada por: p = mc = hf/c = h/λ. Es decir, cuanto mayor es la frecuencia emitida, mayor es la energía y, en consecuencia, el impulso que tiene el fotón en el transporte de ondas electromagnéticas.
Efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico se produce cuando el fotón interactúa con algún tipo de materia. Es decir, el metal absorbe un fotón y, si el electrón tiene una carga relativamente baja, se libera en el transporte de energía. Para este tipo de efecto se da la ecuación: K=hf−φ.
En este sentido, K representa la energía que produce el electrón cuando es liberado. Por su parte, hf simboliza la energía del fotón, que depende de la velocidad. Así, la masa de fotones sólo es posible cuando hay movimiento de la partícula. Así, los fotones se clasifican como partículas elementales.
Aplicación de fotones en la vida cotidiana.
Las células fotoeléctricas están presentes en diversas actividades cotidianas, especialmente en las relacionadas con la tecnología . Un ejemplo muy común son las puertas de los ascensores que utilizan el efecto fotoeléctrico (fotones) para abrirse y cerrarse.
Otro ejemplo de la aplicación de los fotones son las lámparas que se encienden automáticamente y que dependen, por ejemplo, de la luminosidad del lugar. Por lo tanto, existe una medida de la actividad fotoeléctrica llamada fotómetro. El fotómetro es muy utilizado en fotografías, por ejemplo. Esto se debe a que es a través de él que los fotógrafos analizan las condiciones ideales en las que se tomaría la fotografía.
Dado esto, los fotones se clasifican como energía de radiación electromagnética que es emitida o absorbida por la materia. Además, es posible ver la acción de los fotones en rayos gamma, luz ultravioleta , luz visible y luz infrarroja, por ejemplo. Recuerda que, en reposo, los fotones no tienen masa y siempre se mueven a la velocidad de la luz.
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