الرئيسية » سؤال وجواب » هل يتسارع الفوتون بعد ولادته ليصل إلى سرعة الضوء 300 مليون متر في الثانية؟

هل يتسارع الفوتون بعد ولادته ليصل إلى سرعة الضوء 300 مليون متر في الثانية؟

بمجرد ولادة الفوتون تكون سرعته 300 مليون متر في الثانية، أنه لا يتسارع من الصفر إلى هذه السرعة الهائلة. اما ان يوجد الفوتون بهذه السرعة او لا يوجد على الاطلاق، انه دائما ينطلق بسرعة الضوء حتى يتم امتصاصه.




الفوتون لا يتسارع، لكنه يكون عند سرعة 300 مليون متر في الثانية بمجرد انبعاثه.




ولادة الفوتون

تقع الالكترونات في داخل الذرات في مستويات طاقة مختلفة. عندما يتم اثارة الالكترونات بواسطة مصباح ضوء او التسخين فان بعض هذه الإلكترونات تنتقل إلى مستويات طاقة اعلى. ولكن ما تلبث إلى أن تعود إلى وضعها الطبيعي، حيث انها تكره التواجد في مستويات طاقة عالية. حتى تصل الالكترونات إلى وضع الاستقرار فإنها تعود إلى مستوى الطاقة الأصلي لها عند مستويات طاقة أدنى. عندما يقوم الإلكترون بهذه الخطوة فإن الذرة تطلق فوتون. ملايين الملايين من الالكترونات تقوم بهذه الخطوة في نفس اللحظة وتنطلق نتيجة لذلك الفوتونات.

نستنتج من هنا ان الضوء او الفوتون يولد عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة اعلى إلى مستوى طاقة ادنى.

اذا تمكنا من اختلاس النظر إلى ما يحدث داخل الذرة هل سوف نجد جيش لا حصر له من الفوتونات في حالة الاستعداد بانتظار تعليماته من  الإلكترون؟

الاجابة بالتأكيد لا، تقفز الالكترونات إلى مستوى طاقة ادنى تحت رغبتها في الوصول إلى حالة الاستقرار، ولتحقيق هذه الرغبة فإنها يجب أن تفقد طاقة وهي تساوي تلك الطاقة التي استخدمتها للانتقال إلى مستوى طاقة أعلى.

لا يمكن للذرة أن تبدد وتهدر الطاقة المنتظمة، على عكس حالة الطاقة الحرارية، حيث عليها ان تضع الطاقة الزائدة الفائضة من انتقال الإلكترون من المستوى الأعلى إلى المستوى الأدنى في شيء ما. والنتيجة هي الولادة الفورية للفوتون.

هل يتسارع الفوتون بعد ولادته ليصل إلى سرعة الضوء 300 مليون متر في الثانية؟







كيف تولد الفوتونات

الفوتون المنبعث يتحرك بمجرد ولادته بسرعة 300 مليون متر في الثانية. انه لا يتسارع من 0 إلى هذه السرعة بشكل آني. قد يعزو البعض هذا الامر إلى عدم امتلاك الفوتون كتلة، ولكن هذا ليس صحيحا. فعلى سبيل المثال عندما يتحلل نيوترون حر في نهاية المطاف إلى بروتون فإنه يتولد في هذه العملية ولادة الكترون ومضاد نيوترينو، وقد لوحظ ان الالكترون المنبعث يتحرك بمجرد ولادته بسرعة ثابتة. انه ايضا لا يتسارع على الرغم من امتلاكه كتلة. إذا ما الذي يحدث هنا!

يتحقق فهم أفضل لسبب امتلاك الفوتون سرعته الهائلة وامتلاك الإلكترون سرعة ثابتة في عملية تحلل نيوترون عندما ننظر لهم على أنهما موجة وليس كجسيم،

الفوتون كموجة

تمتلك الجسيمات الاولية خاصية مزدوجة ويطلق عليها انها ثنائية الخواص أي لها خواص موجية وخواص جسيمية، فهي تتصرف كجسيمات في بعض الظواهر وفي ظواهر اخرى تتصرف كموجات. حتى الإلكتروني يعتبر جسيم أولي ويتصرف كموجة. لهذا السبب فإن اي جسم حتى لو كان انت له موجة مصاحبة مرتبطة به. بالطبع هذه الموجة صغير جدا لا يمكن رصدها باي طريقة.

هل يتسارع الفوتون بعد ولادته ليصل إلى سرعة الضوء 300 مليون متر في الثانية؟

تتصرف الالكترونات مثل الموجات لانها عندما تعبر من شقين فانها تعطي أنماط تداخل تماما مثل أنماط تداخل اي موجة عندما تعبر من شقين.

يمكن اعتبار الجسيمات الاولية بمثابة اضطراب او اثارة في مجال الموجة المصاحبة له. لذلك حينما نعتبر الالكترون على انه اضطراب او اثارة في مجال الالكترون فان الفوتون يكون عبارة عن اضطراب او اثارة في المجال الكهرومغناطيسي. انه تموج في وسط كهرومغناطيسي، تمام مثل التموج الحادث في وسط مائي بسبب سقوط حجر فيه، هذه التموجات في الوسط المائي لا تتسارع فهي لا تبدأ بالحركة ومن ثم تكتسب السرعة تدريجيا. عوضا عن ذلك فهي تشع إلى الخارج في اللحظة التي يلمس فيها الحجر الماء. الفوتون او الموجة الكهرومغناطيسية هي موجودة بالفعل وتتحرك بسرعة 300 مليون متر في الثانية.

هل يتسارع الفوتون بعد ولادته ليصل إلى سرعة الضوء 300 مليون متر في الثانية؟

اذا وجدت ان هذا الامر غير منطقيا فلا تقلق فأنت لست وحدك. سبب عدم المنطقية في الامر في اننا نميل إلى مقارنة الجزيئات الكمومية بجسيمات من واقع حياتنا اليومية لها كتلة m وتتعرض لقوة F وتتسارع بعجلة مقدارها a. الجسيمات الكمومية لا تشبه أي شيء من حياتنا اليومية على الإطلاق. حتى الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء العالم ريتشارد فاينمان Richard Feynman وعلى الرغم من كونه رائد في علم الكهروديناميكا الكمومية فقد قال “اذا كنت تعتقد انك تفهم ميكانيكا الكم فأنت لا تفهم ميكانيكا الكم”.




تعليقات

تعليقات

عن الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر - غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي | ومركز الترجمة العلمي | وقناة الفيزياء التعليمي على اليوتيوب | ورئيس تحرير مجلة الفيزياء العصرية | Email skhazem@gmail.com

تفضل بزيارة صفحتي
تصفح كل مقالاتي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.