Dette spørgsmål handler om arten af ​​det elektromagnetiske felt. Det elektromagnetiske felt er et fysisk system, der er mest fuldt beskrevet af kvantefeltteori, og resultaterne svarer til klassisk feltteori i visse begrænsende tilfælde. 'Fotonen' er et fysisk billede, der giver os en nyttig måde at forestille os visse aspekter af dette felt. Det er primært en måde at spore energi bevægelser på.

Det vigtigste, du har brug for at vide, er at energi er bevaret, men fotoner ikke. Når energi bevæger sig fra en anden form til en elektromagnetisk form, dannes der fotoner. Når energi bevæger sig fra en elektromagnetisk form til andre former, ødelægges fotoner.

En anden måde at sige det samme på er at bemærke, at når en elektron bevæger sig fra et højere til et lavere energiniveau i et atom, gør det det gennem den måde, hvorpå dets ladning skubber på det omgivende elektromagnetiske felt, hvilket får det til at vibrere ved en højere amplitude (de elektriske og magnetiske dele begynder begge at vibrere). Denne vibration, når den sker ved en fast frekvens, kan bekvemt modelleres ved at sige, at den har en fast mængde energi svarende til $ hf $ hvor $ h $ er Plancks konstante, og $ f $ er frekvensen. Hvis denne $ hf $ er lig med energiforandringen $ \ Delta E $ i atomet, så siger, at der er oprettet en foton. Du kan også finde tilfælde, hvor der produceres to fotoner, den ene med frekvens $ f_1 $ og den anden ved $ f_2 $ span>, og derefter $ h f_1 + h f_2 = \ Delta E $ . Denne form for proces er meget sjældnere, men den illustrerer, at energi bevares, men en given mængde energi kan udtrykkes fysisk på mere end en måde.

Til sidst kan en foton ankomme til et andet atom og blive absorberet.Hvad der så sker, er at det oscillerende elektromagnetiske felt skubber på elektronerne inde i atomet, indtil en af dem får noget mere energi.Feltvibrationen falder derefter væk, når energien overføres.Vi opsummerer processen ved at sige, at fotonet er absorberet.Eller, hvis du vil, fotonet "dør".Dette er bare en anden måde at sige, at feltet er stoppet med at vibrere.

En foton er bare en bølge af ændringer i baggrundens elektromagnetiske felt. Eller for at være mere præcis er det en pakke med elektromagnetisk energi, der er irreducerbar uden at ændre dens svingningsfrekvens.

Når man ved dette, "fødes" en foton, når en form for energi omdannes til elektromagnetisk energi (f.eks. fra en elektronens potentielle energi, når man skifter fra den ophidsede tilstand til en lavere tilstand eller fra termisk energi i sortlegemsemission eller fra masseenergi i partikeludslettelse). Omvendt "dør" en foton, når dens elektromagnetiske energi omdannes til en anden form for energi. Nogle eksempler på dette kunne være gennem excitering af en elektron i et atom, det kunne absorberes og omdannes til termisk energi, det kunne bruges til produktion af partikelpar, eller det kunne omdannes til masse, når det faldt i et sort hul. / p>

Det er det. At kende en foton er bare en pakke energi betyder, at reglerne for energibesparelse gælder. Energi kan ikke skabes eller ødelægges *, bare omdannes til en anden form. Så en foton kan omdannes til anden energi og dermed "dø" på enhver måde, vi måtte bruge til at konvertere energi fra en form til en anden.

$ ^ {\ text {* dette er lokalt sandt}} $

vil bare lære mere om det.

Start med det elektromagnetiske spektrum, der har frekvenser fra meget lille til meget høj. Det synlige spektrum, farve du kalder det, er en lille del af spektret. Elektromagnetiske bølger er beskrevet af de klassiske Maxwell-ligninger.

Så fandt vi ud af, at alt på mikroskopisk niveau følger kvantemekanik, og partiklen foton opbygges i superposition med zillioner af samme energi til at udgøre den klassiske elektromagnetiske bølge, hvis kunst er det farvespektrum, som vores øjne ser.

Så kommer biologi ind og farveopfattelse. Hvad vores øjne kalder rødt, er ikke det røde i spektret (regnbuen har for eksempel de rene frekvenser). Det kaldes farveopfattelse. Vores øjne kalder sort fraværet af de opfattelige farver, men objektet kaldet sort udstråler stadig fotoner i henhold til dens temperatur.

Fotoner oprettes på to måder, og kvante mechancis er altid indeholdt.

a) når en ladet partikel accelererer eller decelererer, interagerer med et felt, magnetisk eller elektrisk, kommer en foton ud med en sandsynlighed givet ved kvantemekaniske beregninger

b) hvad du beskriver, individuelle atomer i exciterede energiniveauer givet af de kvantemekaniske løsninger, kan deexcite og give fotoner. Når fotoner af den energi møder et atom, kan de sprede og excitere det til et højere niveau, således absorberes fotonet og "dør".

c) mere generelt i stof, der er sammensat af kvantemekaniske enheder, atomer, molekyler, gitter af molekyler, definerer opløsningen af ligningerne faste energiniveauer for elektroner / kerner / atomer / molekyler / gitterpositioner.Fordi alt stof har en specifik temperatur, og temperaturen er forbundet med kinetisk energi, genererer bevægelsen af disse kvanteladede enheder et spektrum af fotoner fra excitationer og deexcitationer, kaldet sort kropsstråling.Absorptionen er "fotonets" død.

Den farve, vi ser som sort, betyder, at den absorberer synlige fotoner og optager energi.Således er en sort overflade i solen varmere end en hvid, der reflekterer synligt lys.

Så det er ikke kun hoppende, men interagerer også på forskellige måder med sagen på vej, at en foton "dør".

Som nævnt i kommentarerne er der mere end en måde at skabe et foton på. Men beskrivelsen, du giver, er ret nøjagtig til den proces, du beskriver. Fotonen, der genereres af den første elektronovergang, mødes med et andet atom og er spredt. I den proces kunne en elektron i det andet atom i teorien absorbere al energi fra fotonet, bevæge sig i en ophidset tilstand og derefter henfalde ned til en lavere tilstand, der udsender foton (er) i processen. Eller i det mere generelle tilfælde af spredning tilfører foton hændelsen noget momentum og energi til elektronen og springer af med mindre momentum og energi, alt sammen på en sådan måde at bevare begge størrelser. Du bruger ordet "die". Jeg tror at beskrive den tilstand, hvor fotonet ikke længere er en del af billedet, men derefter male et billede, hvor en eller anden telefon vender tilbage. Man kan sige, at i en af ​​de processer, jeg beskrev, var den indledende foton væk, ophører med at eksistere, og der genereres en ny foton. Intet skal ske med den originale foton. Det vigtige er, at energi og momentum bevares i processen. På kvantefeltniveau gennemgår fotoner en proces, hvor de spontant genererer partikel-anti-partikelpar, der rekombinerer for at gøre "fotonet" igen. Og ligeledes udsender og genabsorberer elektroner fotoner. Disse processer kombineres for at producere korrigerede værdier for ladning, masse og muligvis andre mængder. Dette kaldes renormalisering i QFT. En samling af ladede partikler og fotoner kan betragtes som et system og de enkelte komponentelementer på dette system. Det, der betyder noget, er, at alle de relevante mekaniske egenskaber forbliver bevarede. Så vi henviser undertiden til konfigurationen af ​​alle disse komponenter som systemets tilstand snarere end at fokusere på hver partikel, som om den havde en identitet. I tilfælde, hvor lys absorberes fuldstændigt og ikke udsendes igen i frit rum, går energien ikke tabt, men fanges i materialet som termisk energi eller en anden form for mekanisk energi som akustiske vibrationer. En vis emission forekommer stadig i form af varme, men man kan ikke tilskrive en bestemt komponent i systemet til den oprindelige foton, da der foregår så meget indeni. Denne type interaktion er ikke en grundlæggende proces. Vi håndterer dette typisk statistisk.

Med hensyn til fakkeleksemplet er det ikke klart, at din antagelse er sand.Stjerner er fakler i den koltsorte hul med tomt rum (til en vis tilnærmelse).Lyset vil i teorien fortsætte for evigt, men intensiteten vil falde, da fotoner fra kilden bevæger sig i forskellige retninger.I en atmosfære som luft vil der være en dæmpning, der får lyset til at mindskes på grund af absorption og diffus spredning.Fra et partikelfysisk synspunkt har fotonet ikke en levetid, det forfalder ikke alene.Det bidrager til processer ved at interagere med andre partikler og kæmpe for, at disse processer kan ophøre med at eksistere som en komponent i hele systemet.

Så vidt jeg forstår, produceres der en foton eller "født", hver gang en elektron bevæger sig fra en høj energitilstand tilbage til sin normale energitilstand.

Det ville være rimeligt at tro, at det nøjagtige modsatte sker, og det er faktisk tilfældet (med nogle valgfri ekstra detaljer, der ikke er vigtige).

Fotosyntese er en af ​​naturens applikationer, hvor denne effekt anvendes direkte (i en meget kompliceret proces, der skraber små mængder energi af i en lang kæde af elektronoverførsler, og som til sidst udfører en oxyhydrogengasreaktion uden at sprænge nærliggende ting til smed , som er darn cool) for at opbygge højenergiske kemiske ting fra lavenergiske komponenter. Skønt elektroner alligevel bliver begejstrede uanset om nogen bruger "god brug" af det eller ej. Og så, et stykke tid senere, sker der noget (vi kan ikke fortælle hvad). En ting, der kan ske, er, at en anden foton udsendes, en anden ting er en ukendt, tilfældig kemisk reaktion, der har brug for energi, der finder sted. Ofte er den uanset ukendt reaktion en kilde til radikaler. Dette er en af ​​grundene til, at vi forresten får hudkræft fra UV-lys.

hvad sker der, når lyset stopper [...]
Hvis du står i en enorm og sort sort hule og skinner en fakkel, vil lyset kun bære så langt.

Det er ikke, hvad der virkelig sker. Tre ting forekommer her. Først og fremmest bliver fotoner spredt i rummet, og rummet har tendens til at "forbruge" ting meget ivrigt. Den matematiske formulering af det er "afstandsdæmpning". Mens man måske tror, ​​at det at være dobbelt så langt halverer mængden af ​​fotoner, reducerer den i virkeligheden ned til en fjerdedel ("inverse firkanter"). Det er tydeligt, at noget, der fungerer på denne måde meget hurtigt kvæler alt, hvad der er "meget endeligt" som f.eks. lys kommer fra en fakkel. Det betyder ikke noget så meget for "praktisk talt uendelige" ting som solen, men i princippet gælder det selvfølgelig. Så mængden af ​​lys, der udgydes af en fakkel i en stor hule, er ikke frygtelig stor.
Den anden ting er, at "noget tæt på nul" og "nul" er nøjagtig den samme ting. Dine øjne er ikke i stand til at se enkelt fotoner (godt dine øjne er teknisk i stand til at modtage en enkelt foton, men den biokemiske vej eller behandlingen fungerer heller ikke på den måde). Der er masser af lys tilbage i den kolsorte hule (ja, masser er måske noget af en overdrivelse), kun du kan ikke se det.
Endelig er der luft i din kolsorte hule, og der er støv og damp i luften. Alle disse absorberer og / eller reflekterer fotoner til en vis grad. Den "reflekterende" del er grunden til, at du ofte kan "se" lyskuglen, når det faktisk faktisk slet ikke er muligt (hvad er det præcist, som man ville forvente at se!). På den anden side vil lys, der reflekteres væk, ikke ramme dit øje (bortset fra tilfældigvis efter at have været reflekteret mindst en gang til). Det, der absorberes, er væk, på den ene eller den anden måde, så det belyser ikke resten af ​​den kolsorte hul.

farven sort "absorberer lys" - betyder det, at farven sort "spiser" fotoner?

Det modsatte er tilfældet. Alle materialer absorberer lys til en vis grad. Nogle absorberer kun meget lidt af det og kun i et meget snævert frekvensområde. Nogle absorberer store mængder og i et stort frekvensområde. Disse materialer fremstår sorte for dig, fordi sort er din opfattelse af intet lys, der møder dit øje. Det er ikke de sorte absorberende fotoner, men du ser sorte, fordi de er blevet absorberet. Bemærk forresten, at noget meget godt kan se sort ud og udsende mange fotoner på samme tid (du kan kun se et relativt lille interval).
Ting kan være ganske vildledende. Glas ser ud til at absorbere slet ikke lys (se ud af dit vindue!), Men det er slet ikke sandt. Det absorberer kun en relativt lille (~ 8-10%) mængde lys som du kan se . Hvis du overvejer f.eks. UV-lys eller infrarødt, tingene ser helt anderledes ud!

sker den samme "foton død", når en foton rammer nethinden i et persons øje

Ja. Fotonen ophidser en elektron i et rhodospin-molekyle (der er et par varianter af disse), og den er "væk" efter det. Den overførte energi forårsager en strukturel ændring i proteinet, som aktiverer et G-protein. At man starter en vis mængde af den anden messenger cGMP. Når der er nok af det omkring (ikke tilfældet med en enkelt foton), beslutter cellen at skyde, og derefter får et neuralt netværk på bagsiden af ​​nethinden, som klynger nogle områder sammen på en eller anden uklar måde, at beslutte, om du vil sende en impuls til din hjerne eller ej. Først derefter, efter yderligere et par tusinde gentagelser, har du en chance for faktisk at se noget.