Hur stor är en foton?

Det här är en mycket intressant fråga. För beroende på hur du ser på problemet kommer du med extremt olika svar.

Normalt, om du frågar en fysiker hur stor som en foton, kommer de att berätta ljusets våglängd. Säg 550 nm för gult ljus. Detta är mer än tusen gånger större än den typiska atomen.

Så när ljus passerar genom glaset böjs det och saktar ner av brytningsindexet. Idén om en foton som studsar mellan atomer är fullständig och fullständig icke-förnuftig. Det är som att säga att bilar rör sig långsammare på grusvägar, eftersom bilen studsar mellan stenarna. Visa mig grusstenen som är tillräckligt stor för att studsa din bil runt i en sicksackväg.

Istället är det som händer att ljusvågen trasslar samman med atomerna. Den genomsnittliga interaktionstiden för saktar ner vågen. Inte mycket annorlunda hur du saktar ner din bil på en grusväg, eftersom den känns ojämn, men inte på grund av effekten av någon enskild sten.

Men då kan ljus både absorberas och avges av en enda atom. Om vi ​​skulle använda bilanalogin är det som om en av dessa grusstenar kan fungera som garage för att lagra din bil i. Vilket låter som fullständigt meningslöst om vi hävdar att foton är 1000 gånger större än en enda atom.

Så se från perspektivet på den storlek som behövs för att "lagra" din foton, vi måste säga att den är mindre än en enskild atom.

Detta är det roliga området för kvantmekanik, där storleken på något bara har betydelse i samband med en mycket specifik fråga. Vi kan båda mäta en elektronns radie och säga att en elektron är en punktpartikel. Detsamma gäller för en foton. Vi kan mäta en storlek för foton och säga också att foton är en punktpartikel.

Vad det innebär att säga en partikel är en punktpartikel är att partikeln kan vara så liten som den behöver för att beskriva interaktionen korrekt. Men den uppmätta storleken handlar mer om hur stor osäkerhetszonen är för var partikeln kan genomgå nästa interaktion eller intrassling.

Lämna en kommentar