Куда попадают фотоны при поглощении?

Что ж, ответ, который вы обычно получаете, наполовину правильный. Они исчезают (подробнее об этом чуть позже). Я бы не стал говорить, что они превращаются в «тепловую энергию», и потому, что мы не используем термин «тепло» в этом смысле в техническом смысле, и потому, что большую часть времени мы любим говорить об атомах, поглощающих фотоны. В этом случае энергия фотона становится потенциальной энергией электрона, совершившего переход, и о тепле говорить не приходится.

Может ли фотон исчезнуть? Краткий ответ: да. Когда вы говорите о вещах, «не просто исчезающих из существования», то, что вы на самом деле описываете, похоже на закон сохранения. Например, мы говорим, что энергия не создается и не уничтожается. Ваша интуиция о том, что вещи не просто исчезают из существования, вероятно, связана с вашим повседневным опытом, что объекты обычно можно разбить на части, но не уничтожить. Обычно это неверно в смысле физики элементарных частиц. Необходимо учитывать энергию, переносимую этим фотоном, а также его импульс и угловой момент. Но «число фотонов» не является сохраняющейся величиной, как энергия или (например) электрический заряд. Фотон — это всего лишь способ взглянуть на возмущения/возбуждения в электрическом поле, и поэтому его «

Когда вы включаете лампочку, вы легко создаете много фотонов. Они так же легко могут уйти. Это потому, что они бозоны и не имеют заряда.

Подумайте о волнах на пруду. Откуда они «берутся», когда вы бросаете в них камень? Куда они попадают, когда рассеиваются?

В каком-то смысле это очень хорошая аналогия, потому что математика, описывающая поперечные волны, та же самая, но принципиально другая: волны квантуются.

В квантовой теории поля поле (поверхность пруда) есть везде, и оно может возбудиться (бросив в него камень). Это дополнительный шаг «все или ничего», который дает вам частицы, но это еще один шаг, добавленный вдобавок к проблеме. Куда девается комок ковра в прихожей, если его удается не сдвинуть, а растоптать? Кусок — это не «вещь», а «состояние». (Мне вспоминается «куда идут твои колени, когда ты встаешь?». Забавно приписывать вещность так же, как объект, но это описание состояния , а не атома материи. )

Как создаются фотоны?

Ускоряющаяся заряженная частица генерирует фотоны по касательной, так же как и тормозящая . Откуда берутся эти фотоны? От энергии, переносимой электроном. В этом смысле фотоны — это просто пакет энергии, связанный с электромагнитным полем. Этот тип взаимодействия электронов и ионов с полями происходит в фотосфере Солнца, например, создавая наблюдаемый нами световой спектр.

Фотон может взаимодействовать с заряженными частицами и отдать часть своей энергии или даже всю ее, а затем «исчезнуть».

Фотоны также могут образовываться, когда электроны, связанные в атомах электрическим полем ядра, на устойчивых орбиталях, но на возбужденном энергетическом уровне, падают на более низкий энергетический уровень, испуская фотон. Фотон той же энергии сможет вытолкнуть электрон на более высокий энергетический уровень, исчезнув при этом.

Это появление и исчезновение не является атрибутом только фотонов. В общем случае частицы, встречающиеся со своими античастицами, исчезают, потому что сумма всех квантовых чисел равна нулю. Электрон при встрече с позитроном распадается на два фотона. Куда деваются электрон и позитрон? Фотон — более простая частица, так как ему нужно сохранить меньше квантовых чисел, но это явление существует для всех частиц в особых ситуациях, которые вы узнаете, если продолжите изучать физику.

Фотон, в отличие от некоторых других частиц, не имеет числа, которое должно сохраняться, поэтому при поглощении вся присутствующая энергия идет на возбуждение поглотившей ее частицы, не позволяя нарушать никакие законы. Это связано с теоремой Нётер. http://en.m.wikipedia.org/wiki/Noether%27s_theorem

Я собираюсь ответить на вопрос в самых простых терминах, которые я знаю.
Предположим, у вас есть только один атом водорода. Если фотон «правильной» частоты «попадет» на атом, его электрон перейдет в более высокое возбужденное состояние. Это означает, что энергия фотона (самого фотона, поскольку он не имеет массы) используется (входит в), чтобы заставить электрон перейти в более высокое возбужденное состояние. Другими словами, кинетическая энергия фотона преобразуется в потенциальную энергию (электрон имеет более высокую потенциальную энергию в более высоком возбужденном состоянии).

Однажды испущенные фотоны являются неделимыми единицами. Когда фотон сталкивается с электроном, движущимся в одном направлении, фотон частично поглощается, и электрон испускает другой фотон с меньшей энергией. Это происходит, например, на линейных ускорителях частиц. Энергия фотона частично переходит к электрону, и электрон движется быстрее. Если фотон сталкивается с электроном, оба движутся друг против друга, электрон замедляется и испускает фотон (ы) с большей энергией, чем у входящего фотона.

Есть возможность представить, как фотон переходит в электрон. Для этого нужно подумать о том, как можно квантовать электрическое поле, а также магнитное поле. Для этого нужны два разных кванта , один из которых находится на конце электрических полей электронов и антипротонов, а другой квант — на краю электрических полей позитронов и протонов. Я ясно вижу возражение хорошо образованных людей. Физика утверждает бесконечность электрического поля электронов и других заряженных частиц.

Постулирование таких двух квантов имеет некоторый шарм. Из этих квантов легко построить электрические и магнитные силовые линии. И самое главное, что все фотоны (разной энергии) тоже состоят из этих двух квантов.

Фотоны всегда состоят из равного количества обоих квантов. Отрицательно заряженные частицы имеют больше отрицательных квантов, и эта разница одинакова для всех электронов и антипротонов. Такую же разницу, но с большей долей положительных квантов имеют позитроны и протоны. Испускаемые и поглощаемые фотоны не меняют заряд частиц. Но кванты от фотонов будут частично запасаться на заряженных частицах или эти частицы отдавали кванты обратно в виде фотонов меньшей энергии.

Эта концепция позволяет показать, что ускоренные частицы имеют большую массу и их заряд все больше экранируется. И эта концепция — в предположении, что силовые линии существуют и эти силовые линии состоят из этих двух квантов в кластерах с непрерывно меняющимися номерами — позволяет показать, что притяжение электрона и протона в атоме имеет дискретные пределы.

А теперь, пожалуйста, забудьте об этих двух квантах. Это всего лишь мысленный эксперимент, потому что до сих пор электромагнитный спектр кажется непрерывным и нет никаких доказательств квантования. Но это удивительное воображение — увидеть, как фотоны не исчезают, когда сталкиваются с электроном, а путешествуют на заряженных частицах спиной вперед.

надеюсь не утонуть.