Oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi farg’ona davlat universiteti “fizika-texnika” fakulteti “fizika” kafedrasi

(6-rasm yurug’kik ta’sirida fotoelektronlarning urib chiqarilishi)
2.2. Fotonlar.Kompton effekti
Foton - massasiz neytral zarra, fotonning spini - zarracha bozon, lekin tinch massasi nolga teng bo'lganligi sababli, spirallik eng mos xususiyat, zarracha spinining harakat yo'nalishi bo'yicha proyeksiyasi.
Fotonning qolgan massasi nolga teng deb hisoblanadi, tajribaga ko'ra, foton massasining noldan farqi vakuumda elektromagnit to'lqinlarning tarqalishiga olib keladi va bu osmondagi galaktikalarning kuzatilgan tasvirlarini bo'yab qo'yadi. va nazariy asoslar.
Kvant maydon nazariyasida u fotonning massasi nolga teng bo'lmaganda o'zini namoyon qiladi, u holda elektromagnit to'lqinlar ikkita emas, balki uchta qutblanish holatiga ega bo'ladi, demak, foton tezligi, har qanday zarrachaning tezligi kabi. massasi yorug'lik tezligiga teng.
Foton kalibrlash bozonlariga ishora qiladi, u elektromagnit kuch ishtirok etadi va a tortishish, foton vaqtning bir qismini virtual zarracha, vektor mezon yoki virtual adron-adron jufti sifatida o'tkazadi, bu hodisa tufayli foton kuchli o'zaro ta'sirlarda ishtirok etishi mumkin.
Fotonning kuchli o'zaro ta'sirlarda ishtirok etishiga dalil proton va neytronlarda mezonlarning foto hosil bo'lishi, shuningdek, proton va yadrolarda nuklonlarning ko'p shakllanishi, nuklonlarning proton neytronlar tomonidan foto ishlab chiqarish kesimlari har biriga juda yaqin. boshqa. Fotonlar ko'plab tabiiy jarayonlarda, masalan, elektr zaryadi tez aralashtirilganda, atom yoki yadro qo'zg'alilgan holatdan energiya kamroq bo'lgan holatga o'tganda yoki elektron-pozitron juftligi yo'q bo'lganda, teskari jarayonlarda, atom qo'zg'alishi, elektron-pozitron juftlarini ishlab chiqarish, foton hidratsiyasi sodir bo'ladi.
Yetarli energiyaga ega bo'lgan har qanday foton kimyoviy birikmaning kimyoviy bog'lanishiga ta'sir qilishi mumkin, chunki fotonning energiyasi uning to'lqin uzunligiga teskari proportsionaldir, ultrabinafsha nurlar, chaqmoq X va gamma nurlari kabi ko'rinadigan yorug'lik yoki undan yuqori energiyali elektromagnit to'lqinlar odatda. kabi reaksiyalarda ishtirok etadi.

(6-rasm foton)
Fotonik manbalar kvant texnologiyalari uchun eng muhim qo'llab-quvvatlovchi texnologiyalardan biri bo'lib, ularning moslashuvchanligi sohaning asoslaridan biri bo'lib, kvant optikasi va kvant axborot fanidagi nazariya va eksperimentni tez sur'atlar bilan rivojlantirishga imkon beradi. Bitta yorug'lik donasi, yorug'lik miqdori foton sifatida tanilgan, siz yorug'likni yoritsangiz, ko'p fotonlarni ishlab chiqarish oson, yoki siz maxsusroq narsani, lazerni xohlasangiz, lekin ular yorug'likning klassik holatini hosil qiladi, biz Ular bir vaqtning o'zida yorug'likning bitta kvantini yoki ehtimol ikkita chigal kvantni yaratishga qodir bo'lgan kvant texnologiyalarini ishlab chiqmoqdalar.
Faqatgina ushbu rejimda uning kvant tabiati kafolatlanishi, ishlab chiqilishi va yangi paydo bo'lgan ilovalar uchun ishlatilishi mumkin, kvant aloqasi bu asosiy faollashtiruvchi texnologiyalar muhim bo'lgan sohadir, lekin ular fotonik sensorlar yoki kvant internet kontekstida ham foydalidir. , boshqa turli va uzoq kvant texnologiyalarini bog'lash.
Chiziqli bo'lmagan jarayonlarning turli xil texnologiyalari mavjud fotonlar lazer ikkita o'zaro bog'liq yoki chigal fotonga tushib qolsa, bu erda allaqachon keng imkoniyatlar mavjud, ammo yaqinda u integratsiyalangan fotonik echimlardan foydalanishga e'tibor qaratdi, ularni yanada kengaytirilishi mumkin.
Qiziqarli xususiyat shundaki, agar siz fotonlardan birini aniqlasangiz, boshqasi ham yaratilganligini bilsangiz, ular e'lon qilingan Yagona Foton manbalari deb ataladi, keyingi qiyinchilik - har safar tugmani bosganimizda, talab bo'yicha foton chiqaradigan haqiqiy Yagona Foton manbalari.
Ular yana keng ko'lamli texnika va materiallardan foydalangan holda amalga oshirildi va so'nggi yillarda taraqqiyot sezilarli bo'ldi va allaqachon bir nechta Evropa kompaniyalari ushbu qurilmalarni sotmoqda.

(7-rasm foton tuzilishi)
Bu kontseptsiya 1905 yilda Albert Eynshteynning tushuntirishida paydo bo'lgan, unda u yorug'lik o'tkazilishi paytida oqilona energiya paketlari mavjudligini ko'targan, 1900 yil boshida issiqlik nurlanishining turli mexanizmlar yoki kvantlarda ifodalanishi va tortilishini tushuntirib, kontseptsiyaga yo'l ochgan edi. 
Kontseptsiya amerikalik fizigi Artur Kompton 1923 yilda rentgenogrammalarning korpuskulyar xususiyatini ko'rsatganidan keyin umumiy foydalanishga kirdi, ammo foton atamasi 1926 yilgacha ishlatilmagan, fotonning energiyasi nurlanish chastotasiga bog'liq.
Yuqori energiyali gamma nurlari va rentgen nurlaridan tortib, ko'rinadigan yorug'lik orqali, past energiyali infraqizil va radio to'lqinlargacha bo'lgan barcha energiyalarning fotonlari mavjud. fotonlar Ular yorug'lik tezligida harakat qilishadi. Quyosh nuri quyosh energiyasining fotonlari yoki zarralaridan iborat bo'lib, bu fotonlar quyosh spektrining turli to'lqin uzunliklariga tegishli bo'lgan ko'p qirrali energiyaga ega.
Faqatgina jalb qilinganlar elektr energiyasini hosil qilish uchun energiya beradi, shuni aytish kerakki, integral mikrosxemalar etarli miqdorda quyosh nurini tortganda, elektronlar materialning atomlaridan ajralib chiqadi.
Ishlab chiqarish vaqtidagi material sirtining o'ziga xos usuli hujayraning tashqi yuzasini bo'shatilgan yoki o'z- o'zidan tutilgan elektronlarga ko'proq o'xshash qiladi, shuning uchun elektronlar tabiiy ravishda hujayra yuzasiga ko'chiriladi.