فوٹون

آزاد دائرۃ المعارف، ویکیپیڈیا سے
یہاں جائیں: رہنمائی، تلاش کریں
Photon
Lasers.jpeg
Photons emitted in a coherent beam from a laser
ترکیب Elementary particle
احصاء Bosonic
تفاعل Electromagnetic
علامت γ, hν, or ħω
Theorized البرٹ آئنسٹائن
کمیت 0
<1×10−18 eV/c2[1]
Mean lifetime Stable[1]
برقی بار 0
<1×10−35 e[1]
غزل 1
مساوات −1[1]
C parity −1[1]
متکشف I(JPC)=0,1(1−−)[1]

فوٹون ایک بنیادی ذرہ (elementary particle) ہے جس سے روشنی اور دوسری تمام برقی مقناطیسی شعاعیں (electromagnetic waves) بنتی ہیں۔ کسی بھی توانائی کے فوٹون کی رفتار خلا میں روشنی کی رفتار کے برابر ہوتی ہے جو خلاء میں 299,792,458 میٹر فی سیکنڈ ہے۔ اگر کسی فوٹون کی توانائی زیادہ ہوتی ہے تو اسکی فریکوئینسی (frequency) بھی زیادہ ہوتی ہے جیسا کہ ایکس رے کے فوٹون۔ جبکہ کم توانائی کے فوٹون کم فریکوئینسی کے حامل ہوتے ہیں۔

روشنی کی ماہیت ہمیشہ سے ہی انسانی سمجھ سے بالاتر رہی تھی۔ بیسویں صدی کے آغاز تک روشنی کو لہر (یعنی موج) مانا جاتا تھا کیونکہ diffraction اور interference جیسے مشاہدات کی وضاحت اسی مفروضے سے کی جا سکتی تھی۔ لیکن مشکل یہ آ رہی تھی کہ Compton scattering effect اور photoelectric effect جیسے مشاہدات کی وضاحت روشنی کو لہر ماننے پر نہیں ہو پاتی تھی۔

تمام دوسرے بنیادی ذرات کی طرح فوٹون کی بھی سب سے اچھی وضاحت کوانٹم میکینکس کی مدد سے کی جاسکتی ہے۔ کوانٹم میکینکس کے مطابق ہر ذرے میں موجی خواص موجود ہوتے ہیں۔ اس برتاو کو wave-particle duality کہا جاتا ہے۔ ذرہ جتنا چھوٹا ہوتا ہے اسکے موجی خواص اتنے ہی واضح ہوتے ہیں اور ذرہ جتنا بڑا ہوتا ہے اسکے موجی خواص اتنے ہی مدھم پڑ جاتے ہیں۔ الیکٹران بھی ایک کمیت رکھنے والا ذرہ ہے مگر واضح موجی خواص بھی رکھتا ہے۔[2]

مشاہدات اور انکی وضاحت[ترمیم]

مشاہدات اگر روشنی لہر ہے تو وضاحت ممکن ہے؟ اگر روشنی ذرہ ہے تو وضاحت ممکن ہے؟
انعکاس نور ہاں ہاں
انعطاف نور ہاں ہاں
تداخل ہاں نہیں
انکسار ہاں نہیں
پولارائیزیشن ہاں نہیں
ضیا برقی اثر نہیں ہاں
اثر کومپٹن نہیں ہاں
بلیک باڈی ریڈی ایشن نہیں ہاں

خواص[ترمیم]

موجودہ نظریے کے مطابق فوٹون ان خواص کا حامل ہوتا ہے۔

  • سارے فوٹونوں کی رفتار بالکل برابر ہوتی ہے جو خلاء میں تین لاکھ کلو میٹر فی سیکنڈ ہوتی ہے۔ (اسے عام طور پر c سے ظاہر کیا جاتا ہے). فوٹون کی خلا میں رفتار نہ بڑھائی جا سکتی ہے اور نہ کم کی جا سکتی ہے۔
  • فوٹون اگر ساکت ہو تو اسکی کمیت بھی صفر ہوتی ہے اور توانائی بھی۔ یعنی فوٹون کا rest mass صفر ہوتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں فوٹون توانائی کا ذرہ ہے، مادے کا نہیں۔ لیکن حرکت کرتے ہوئے فوٹون میں کمیت بھی موجود ہوتی ہے جو اسکی توانائی کی وجہ سے ہوتی ہے کیونکہ آئنسٹائین کے مطابق توانائی اور کمیت (مادہ) E = mc2 کے تحت ایک دوسرے میں تبدیل ہو سکتے ہیں۔
  • حرکت کرتے ہوئے ہر فوٹون میں توانائی بھی ہوتی ہے اور مومنٹم بھی۔ خیال رہے کہ مومنٹم کے لیے کمیت کا حامل ہونا بھی ضروری ہے اور حرکت کا حامل ہونا بھی۔
  • ہر فوٹون ایک فریکوئنسی کا حامل ہوتا ہے۔ اگر فوٹون زیادہ توانائی رکھتا ہے تو اسکی فریکوئنسی (یعنی تعدد) بھی زیادہ ہو گی اور اگر فوٹون کم توانائی رکھتا ہے تو اسکی فریکوئنسی بھی کم ہو گی۔ خیال رہے کہ توانائی کی کمی بیشی سے فوٹون کی رفتار میں کمی بیشی نہیں آتی بلکہ فریکوئنسی میں کمی بیشی آتی ہے۔
  • کسی بھی فوٹون پر کوئی برقی چارج نہیں ہوتا۔ (اسکے برعکس الیکٹران اور پروٹون پر برقی چارج ہوتا ہے)
  • فوٹون کا spin نمبر ایک ہوتا ہے۔ اس طرح یہ بوزون کے خاندان سے ہے۔ (اسکے برعکس فرمیون کا spin نمبر آدھا، دیڑھ، ڈھائی، وغیرہ ہوتا ہے۔ )[1]
  • کوارک کی 36 قسمیں ہوتی ہیں لیکن فوٹون کی صرف ایک قسم ہوتی ہے۔ اسکی حرکت کے دو انداز ہوتے ہیں جس کی وجہ سے روشنی کی پولرائیزیشن بھی دو طرح کی ہوتی ہے۔
Standard Model کے مطابق بنیادی ذرات۔صرف فوٹون اور گلواون غیر مادی (mass less) ذرات ہیں۔
بنیادی ذرات (Elementary Particles)
ہر نسل میں اقسام نسلیں ضد ذرہ کلر چارج تعداد
کوارک (فرمیون) 2 3 جوڑا 3 36
لیپٹون (فرمیون) 2 3 جوڑا کوئی نہیں 12
گلوون (بوسون) 1 1 خود 8 8
W (بوسون) 1 1 جوڑا کوئی نہیں 2
Z (بوسون) 1 1 خود کوئی نہیں 1
فوٹون (بوسون) 1 1 خود کوئی نہیں 1
Higgs (بوسون) 1 1 خود کوئی نہیں 1
کل تعداد 61

مزید دیکھیئے[ترمیم]

حوالے[ترمیم]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Amsler, C. et al. (Particle Data Group); Amsler; Doser; Antonelli; Asner; Babu; Baer; Band et al۔ (2008 +2009 partial update). "Review of Particle Physics: Gauge and Higgs bosons". Physics Letters B 667: 1. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. Bibcode2008PhLB..667....1P. http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp2009-sum-gauge-higgs-bosons.pdf. 
  2. Hyper Physics