الجسيم فيزيائياً، هو كائن محلي دقيق جدًا يُنسَب لعدة خصائص في العلوم اما والآخر ما هو معدوم الكتلة وآخر يتأثر بالطاقة وغيره لا يتأثر، يدور في عقول الطلاب سؤال أصبح يتردد كثيرًا، ألا وهو “جسيم لا كتلة له يحمل كما من الطاقة. فما هو؟
إنه “الفوتون” أو “الضوئي” وهو الوحدة الأساسية للضوء، وهو عبارة عن كَمّات من الأشعة الكهرومغناطيسية بالغة الصغر، ومع ذلك؛ فإن الضوء لا يتكون من الفوتونات فقط، بل من أشكال أخرى للطاقة الكهرومغناطيسية. وأكد أينشتاين ان الفوتون هو المكون الاساسي للضوء فهو يتكون من سيل كبير من الفوتونات، فكلما زاد عدد الفوتونات زادت شدة الضوء، حيث تساوي طاقة الفوتون تردد ذبذبته ضرب ثابت بلانك.
الفوتون حديثاً
حسب افتراض أينشتاين فالفوتونات هي جسيمات، والموجات هي عبارة عن سيل من الفوتونات، فالضوء في طبيعته جسيمي، فعند تعرض صفيحة معدنية للضوء فإن الالكترونات تتطاير منها.
فعند اصطدام الفوتون في أحد إلكترونات صفيحة معدنية، سيكتسب الإلكترون طاقة الفوتون ويتطاير نحو الخارج، وبازدياد تردد ذبذبة الفوتونات التي تضرب الإلكترون، تزداد الطاقة، مثل ألواح الطاقة الشمسية.
النقطة الأساسية ويرى أينشتاين في نظريته الكمية في الضوء؛ أن طاقة الفوتون ترتبط بتردد ذبذبته، فكما قلنا ان طاقة الفوتون هي تردد الذبذبة مضروبة في ثابت بلانك، فكلما زاد التذبذب زادت طاقة الفوتون، بينما يرتبط عدد الفوتونات بشدة الضوء، ويعود ذلك الاختلاف الى الفوتونات، والتي هي نوع من الأمواج الكهرومغناطيسية.
ما هو شكل الفوتون
قام فريق من العلماء والفيزيائيين البولنديين بعمل اول صورة لفوتون والتي كانت ثلاثية الأبعاد، حيث استعانوا بمكبر شعاعي مصنوع من بلورات الكالسيت وأطلقوا عليه شعاعين ضوئيين، بحيث يمر كل فوتون دون أن ينعطف حيث يمكن توقع كل مسارات الفوتون المحتملة فقط عندما يكون بمفرده، وتتغير المسارات وتتفاعل بازدياد عدد الفوتونات ما يسهل معرفة شكل الومضات التي سيظهرها الكاشف من خلال الدالة الموجية لأحد هذه الفوتونات. ويبدو شكل الفوتون في الصورة التي التقطوها مثل الصليب المالطي، أو دالة الموجة المتوقعة في معادلة شرودنغر.
خصائص الفوتون
- انها عبارة عن جسيمات
- عديمة الكتلة، ودائمة الحركة.
- جسيمات أولية.
- لا تمتلك شحنة كهربية.
- تعتبر جسيمات من البوزونات، فلها لف ذاتيً ذو قيمة واحدة.
- غير مستقرة.
- هي المسؤولة عن حمل الطاقة وقوة الدفع المرتبطة برقم الموجة (التردد).
- تتفاعل مع الجسيمات الأخرى مثل الإلكترونات.
- لها سرعة الضوء في الفراغ.
- يسهل تدميرها أو امتصاصها من خلال العمليات الطبيعية، اثناء انبعاث الشعاع أو عند امتصاصه.
- لا تستطيع التحلل تلقائيًا.
- متعادلة كهربيًا.
ها قد أجبنا على سؤال قد يحير الكثيرين عند طرحه عليهم، الا وهو” جسيم لا كتلة له فما هو؟ وكانت الإجابة هي ” الفوتون” وكما ذكرنا انه اضافة لكونه جسيم لا كتلة له فهو ايضا المكون الاساسي للضوء او ما يسمى بالضويء. وقد تحدثنا عن خصائصه وشكله اين تواجده ومن هو مكتشفه، حيث من هام خصائصه انه لا كتلة له بالإضافة لكونه دائم الحركة واما عن شكله فقد كان يشبه الصليب المالطي، ونتمنى في النهاية ان تكون الاجابة واضحة وشارحة للسؤال.