फोटॉन: Difference between revisions
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|condensed_symmetries=कमजोर आइसोस्पिन(कुल कोणीय गति<sup>समता (भौतिकी)[[ सी समता ]]</sup>)=0,1(1<sup>-−</sup>)<ref name="Particle_table_2009"/>|image_size=300px}} | |condensed_symmetries=कमजोर आइसोस्पिन(कुल कोणीय गति<sup>समता (भौतिकी)[[ सी समता ]]</sup>)=0,1(1<sup>-−</sup>)<ref name="Particle_table_2009"/>|image_size=300px}} | ||
फोटॉन (प्राचीन यूनानी φῶς, φωτός (फॉस, फोटो) 'प्रकाश' से) [[ प्राथमिक कण |प्राथमिक कण]] है जो [[ विद्युत चुम्बकीय |विद्युत चुम्बकीय]] क्षेत्र का एक क्वांटम है, जिसमें [[ विद्युत चुम्बकीय विकिरण |विद्युत चुम्बकीय विकिरण]] जैसे प्रकाश और [[ रेडियो तरंग |रेडियो तरंगें]], और [[ विद्युत चुम्बकीय बल |विद्युत चुम्बकीय बल]] के लिए [[ बल वाहक |बल वाहक]] सम्मिलित हैं। फोटॉन द्रव्यमान रहित होते हैं, {{efn|The photon's [[invariant mass]] (also called "rest mass" for massive particles) is believed to be exactly zero. This is the notion of particle mass generally used by modern physicists. The photon does have a nonzero [[relativistic mass]], depending on its energy, but this varies according to the [[frame of reference]].}} इसलिए वे हमेशा निर्वात में प्रकाश की गति से चलते हैं, 299792458 मी/से (या लगभग 186,282 मील/सेकेंड)। फोटॉन [[ बोसॉन |बोसॉन]] वर्ग का है। | '''फोटॉन''' (प्राचीन यूनानी φῶς, φωτός (फॉस, फोटो) 'प्रकाश' से) [[ प्राथमिक कण |प्राथमिक कण]] है जो [[ विद्युत चुम्बकीय |विद्युत चुम्बकीय]] क्षेत्र का एक क्वांटम है, जिसमें [[ विद्युत चुम्बकीय विकिरण |विद्युत चुम्बकीय विकिरण]] जैसे प्रकाश और [[ रेडियो तरंग |रेडियो तरंगें]], और [[ विद्युत चुम्बकीय बल |विद्युत चुम्बकीय बल]] के लिए [[ बल वाहक |बल वाहक]] सम्मिलित हैं। फोटॉन द्रव्यमान रहित होते हैं, {{efn|The photon's [[invariant mass]] (also called "rest mass" for massive particles) is believed to be exactly zero. This is the notion of particle mass generally used by modern physicists. The photon does have a nonzero [[relativistic mass]], depending on its energy, but this varies according to the [[frame of reference]].}} इसलिए वे हमेशा निर्वात में प्रकाश की गति से चलते हैं, 299792458 मी/से (या लगभग 186,282 मील/सेकेंड)। फोटॉन [[ बोसॉन |बोसॉन]] वर्ग का है। | ||
अन्य प्राथमिक कणों की तरह, फोटॉनों को [[ क्वांटम यांत्रिकी |क्वांटम यांत्रिकी]] द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया जाता है और तरंग-कण द्वैत प्रदर्शित करता है, उनके व्यवहार में तरंगों और कणों दोनों के गुणों की विशेषता होती है।<ref>{{cite book |last1=Joos |first1=George |date=1951 |title=Theoretical Physics |page=679 |publisher=Blackie and Son Limited |location=London and Glasgow }}</ref> आधुनिक फोटॉन अवधारणा की प्रारम्भ 20वीं सदी के पहले दो दशकों में [[ अल्बर्ट आइंस्टीन |अल्बर्ट आइंस्टीन]] के काम से हुई, जिन्होंने [[ मैक्स प्लैंक |मैक्स प्लैंक]] के शोध पर निर्माण किया। यह समझाने की कोशिश करते हुए कि पदार्थ और विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक दूसरे के साथ तापीय संतुलन में कैसे हो सकते हैं, प्लैंक ने प्रस्ताव दिया कि भौतिक वस्तु के भीतर संग्रहीत ऊर्जा को असतत, समान आकार के भागों की [[ पूर्णांक |पूर्णांक]] संख्या से बना माना जाना चाहिए। फोटोइलेक्ट्रिक ([[ प्रकाश विद्युत प्रभाव |प्रकाश विद्युत प्रभाव]]) प्रभाव की व्याख्या करने के लिए, आइंस्टीन ने यह विचार प्रस्तुत किया कि प्रकाश स्वयं ऊर्जा की असतत इकाइयों से बना है। 1926 में, गिल्बर्ट एन. लुईस ने इन ऊर्जा इकाइयों के लिए | अन्य प्राथमिक कणों की तरह, फोटॉनों को [[ क्वांटम यांत्रिकी |क्वांटम यांत्रिकी]] द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया जाता है और तरंग-कण द्वैत प्रदर्शित करता है, उनके व्यवहार में तरंगों और कणों दोनों के गुणों की विशेषता होती है।<ref>{{cite book |last1=Joos |first1=George |date=1951 |title=Theoretical Physics |page=679 |publisher=Blackie and Son Limited |location=London and Glasgow }}</ref> आधुनिक फोटॉन अवधारणा की प्रारम्भ 20वीं सदी के पहले दो दशकों में [[ अल्बर्ट आइंस्टीन |अल्बर्ट आइंस्टीन]] के काम से हुई, जिन्होंने [[ मैक्स प्लैंक |मैक्स प्लैंक]] के शोध पर निर्माण किया। यह समझाने की कोशिश करते हुए कि पदार्थ और विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक दूसरे के साथ तापीय संतुलन में कैसे हो सकते हैं, प्लैंक ने प्रस्ताव दिया कि भौतिक वस्तु के भीतर संग्रहीत ऊर्जा को असतत, समान आकार के भागों की [[ पूर्णांक |पूर्णांक]] संख्या से बना माना जाना चाहिए। फोटोइलेक्ट्रिक ([[ प्रकाश विद्युत प्रभाव |प्रकाश विद्युत प्रभाव]]) प्रभाव की व्याख्या करने के लिए, आइंस्टीन ने यह विचार प्रस्तुत किया कि प्रकाश स्वयं ऊर्जा की असतत इकाइयों से बना है। 1926 में, गिल्बर्ट एन. लुईस ने इन ऊर्जा इकाइयों के लिए फोटॉन शब्द को लोकप्रिय बनाया।<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.aps.org/publications/apsnews/201212/physicshistory.cfm|title=December 18, 1926: Gilbert Lewis coins "photon" in letter to Nature|website=www.aps.org|language=en|access-date=2019-03-09}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.atomicheritage.org/profile/gilbert-n-lewis|title=Gilbert N. Lewis|website=Atomic Heritage Foundation|language=en|access-date=2019-03-09}}</ref><ref name="kragh">{{Cite arXiv |last=Kragh |first=Helge |date=2014 |title=Photon: New light on an old name |eprint=1401.0293 |class=physics.hist-ph }}</ref> इसके बाद, कई अन्य प्रयोगों ने आइंस्टीन के दृष्टिकोण की पुष्टि की।<ref name="compton-lecture">{{cite book|last1=Compton|first1=Arthur H.|title=From Nobel Lectures, Physics 1922–1941|publisher=Elsevier Publishing Company|year=1965|location=Amsterdam|chapter=X-rays as a branch of optics|orig-year=12 Dec 1927|chapter-url=https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/compton-lecture.pdf}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Kimble|first1=H.J.|last2=Dagenais|first2=M.|last3=Mandel|first3=L.|year=1977|title=Photon Anti-bunching in Resonance Fluorescence|url=https://authors.library.caltech.edu/6051/1/KIMprl77.pdf|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=39|issue=11|pages=691–695|bibcode=1977PhRvL..39..691K|doi=10.1103/PhysRevLett.39.691}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Grangier|first1=P.|last2=Roger|first2=G.|last3=Aspect|first3=A.|year=1986|title=Experimental Evidence for a Photon Anticorrelation Effect on a Beam Splitter: A New Light on Single-Photon Interferences|journal=[[EPL (journal)|Europhysics Letters]]|volume=1|issue=4|pages=173–179|bibcode=1986EL......1..173G|citeseerx=10.1.1.178.4356|doi=10.1209/0295-5075/1/4/004|s2cid=250837011 }}</ref> | ||
[[ कण भौतिकी |कण भौतिकी]] के [[ मानक मॉडल |मानक मॉडल]] में, फोटॉन और अन्य प्राथमिक कणों को [[ अंतरिक्ष समय |अंतरिक्ष समय]] में प्रत्येक बिंदु पर निश्चित [[ समरूपता (भौतिकी) |समरूपता]] वाले भौतिक नियमों के आवश्यक परिणाम के रूप में वर्णित किया गया है। [[ आवेश |आवेश]], द्रव्यमान और [[ स्पिन (भौतिकी) |स्पिन]] जैसे कणों के आंतरिक गुण, [[ गेज समरूपता |गेज समरूपता]] द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। फोटॉन की अवधारणा ने प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक भौतिकी में महत्वपूर्ण प्रगति की है, जिसमें [[ लेज़र |लेज़र]], बोस-आइंस्टीन संघनन, क्वांटम फील्ड सिद्धांत और क्वांटम यांत्रिकी की संभाव्य व्याख्या सम्मिलित है। यह फोटोकैमिस्ट्री, उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी और आणविक दूरी के मापन पर लागू किया गया है। इसके अलावा, फोटॉनों का अध्ययन क्वांटम कंप्यूटर के तत्वों के रूप में और ऑप्टिकल इमेजिंग और [[ ऑप्टिकल संचार |ऑप्टिकल संचार]] जैसे क्वांटम क्रिप्टोग्राफी में अनुप्रयोगों के लिए किया गया है। | [[ कण भौतिकी |कण भौतिकी]] के [[ मानक मॉडल |मानक मॉडल]] में, फोटॉन और अन्य प्राथमिक कणों को [[ अंतरिक्ष समय |अंतरिक्ष समय]] में प्रत्येक बिंदु पर निश्चित [[ समरूपता (भौतिकी) |समरूपता]] वाले भौतिक नियमों के आवश्यक परिणाम के रूप में वर्णित किया गया है। [[ आवेश |आवेश]], द्रव्यमान और [[ स्पिन (भौतिकी) |स्पिन]] जैसे कणों के आंतरिक गुण, [[ गेज समरूपता |गेज समरूपता]] द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। फोटॉन की अवधारणा ने प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक भौतिकी में महत्वपूर्ण प्रगति की है, जिसमें [[ लेज़र |लेज़र]], बोस-आइंस्टीन संघनन, क्वांटम फील्ड सिद्धांत और क्वांटम यांत्रिकी की संभाव्य व्याख्या सम्मिलित है। यह फोटोकैमिस्ट्री, उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी और आणविक दूरी के मापन पर लागू किया गया है। इसके अलावा, फोटॉनों का अध्ययन क्वांटम कंप्यूटर के तत्वों के रूप में और ऑप्टिकल इमेजिंग और [[ ऑप्टिकल संचार |ऑप्टिकल संचार]] जैसे क्वांटम क्रिप्टोग्राफी में अनुप्रयोगों के लिए किया गया है। | ||
==नामकरण== | ==नामकरण== | ||
[[File:Photoelectric_effect_in_a_solid_-_diagram.svg|alt=|अंगूठा: प्रकाश क्वांटा-फोटॉन के कारण धातु की प्लेट से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन।]] | [[File:Photoelectric_effect_in_a_solid_-_diagram.svg|alt=|अंगूठा: प्रकाश क्वांटा-फोटॉन के कारण धातु की प्लेट से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन।|168x168px]] | ||
[[File:1926 Gilbert N. Lewis letter which brought the word "photon" into common usage.jpg|thumb|1926 गिल्बर्ट एन. लुईस पत्र जो "फोटॉन" शब्द को साधारण उपयोग में लाया|link=index.php?title=File:1926_Gilbert_N._Lewis_letter_which_brought_the_word_%22photon%22_into_common_usage.jpg]] | [[File:1926 Gilbert N. Lewis letter which brought the word "photon" into common usage.jpg|thumb|1926 गिल्बर्ट एन. लुईस पत्र जो "फोटॉन" शब्द को साधारण उपयोग में लाया|link=index.php?title=File:1926_Gilbert_N._Lewis_letter_which_brought_the_word_%22photon%22_into_common_usage.jpg|133x133px]] | ||
शब्द क्वांटा (एकवचन क्वांटम, लैटिन भाषा में कितना) का उपयोग 1900 से पहले कणों या बिजली सहित विभिन्न मात्राओं की मात्रा के लिए किया जाता था। 1900 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक ब्लैक-बॉडी रेडिएशन का अध्ययन कर रहे थे, और उन्होंने सुझाव दिया कि प्रयोगात्मक टिप्पणियों, विशेष रूप से कम तरंग दैर्ध्य पर, समझाया जाएगा कि क्या अणु के भीतर संग्रहीत ऊर्जा "असतत मात्रा है जो परिमित की एक अभिन्न संख्या से बना है। समान भाग", जिसे उन्होंने "ऊर्जा तत्व" कहा।<ref>{{cite journal|last=Kragh |first=Helge |author-link=Helge Kragh |title=Max Planck: the reluctant revolutionary |journal=[[Physics World]] |date=2000-12-01 |volume=13 |number=12 |pages=31–36 |doi=10.1088/2058-7058/13/12/34}}</ref> 1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने प्रस्तावित किया कि ब्लैक-बॉडी रेडिएशन और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव सहित कई प्रकाश संबंधी घटनाओं को स्थानिक रूप से स्थानीयकृत, असतत तरंग पैकेटों के रूप में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों के मॉडलिंग द्वारा बेहतर ढंग से समझाया जाएगा।<ref name="Einstein1905">{{cite journal |last=Einstein |first=A. |author-link=Albert Einstein |year=1905 |title=Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt |url=http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1905_17_132-148.pdf |journal=[[Annalen der Physik]] |volume=17 |pages=132–148 |doi=10.1002/andp.19053220607 |bibcode=1905AnP...322..132E |issue=6 |language=de|doi-access=free }}. An [[s:Translation:On a Heuristic Point of View about the Creation and Conversion of Light|English translation]] is available from [[Wikisource]].</ref> उन्होंने ऐसे वेव पैकेट को लाइट क्वांटम (जर्मन: ईइन लिचक्वेंट) कहा।{{efn|Although the 1967 [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1918/planck-lecture.html Elsevier translation] of Planck's Nobel Lecture interprets Planck's ''Lichtquant'' as "photon", the more literal 1922 translation by Hans Thacher Clarke and Ludwik Silberstein {{cite book |first=Max |last=Planck |title=The Origin and Development of the Quantum Theory |year=1922 |publisher=Clarendon Press |section=via Google Books |section-url={{google books |plainurl=y |id=4UC4AAAAIAAJ}} |url=https://archive.org/details/origindevelopmen00planrich |via=Internet Archive (archive.org, 2007-03-01)}} uses "light-quantum". No evidence is known that Planck himself had used the term "photon" as of 1926 ([http://www.nobeliefs.com/photon.htm see also]).}} | शब्द क्वांटा (एकवचन क्वांटम, लैटिन भाषा में कितना) का उपयोग 1900 से पहले कणों या बिजली सहित विभिन्न मात्राओं की मात्रा के लिए किया जाता था। 1900 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक ब्लैक-बॉडी रेडिएशन का अध्ययन कर रहे थे, और उन्होंने सुझाव दिया कि प्रयोगात्मक टिप्पणियों, विशेष रूप से कम तरंग दैर्ध्य पर, समझाया जाएगा कि क्या अणु के भीतर संग्रहीत ऊर्जा "असतत मात्रा है जो परिमित की एक अभिन्न संख्या से बना है। समान भाग", जिसे उन्होंने "ऊर्जा तत्व" कहा।<ref>{{cite journal|last=Kragh |first=Helge |author-link=Helge Kragh |title=Max Planck: the reluctant revolutionary |journal=[[Physics World]] |date=2000-12-01 |volume=13 |number=12 |pages=31–36 |doi=10.1088/2058-7058/13/12/34}}</ref> 1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने प्रस्तावित किया कि ब्लैक-बॉडी रेडिएशन और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव सहित कई प्रकाश संबंधी घटनाओं को स्थानिक रूप से स्थानीयकृत, असतत तरंग पैकेटों के रूप में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों के मॉडलिंग द्वारा बेहतर ढंग से समझाया जाएगा।<ref name="Einstein1905">{{cite journal |last=Einstein |first=A. |author-link=Albert Einstein |year=1905 |title=Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt |url=http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1905_17_132-148.pdf |journal=[[Annalen der Physik]] |volume=17 |pages=132–148 |doi=10.1002/andp.19053220607 |bibcode=1905AnP...322..132E |issue=6 |language=de|doi-access=free }}. An [[s:Translation:On a Heuristic Point of View about the Creation and Conversion of Light|English translation]] is available from [[Wikisource]].</ref> उन्होंने ऐसे वेव पैकेट को लाइट क्वांटम (जर्मन: ईइन लिचक्वेंट) कहा।{{efn|Although the 1967 [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1918/planck-lecture.html Elsevier translation] of Planck's Nobel Lecture interprets Planck's ''Lichtquant'' as "photon", the more literal 1922 translation by Hans Thacher Clarke and Ludwik Silberstein {{cite book |first=Max |last=Planck |title=The Origin and Development of the Quantum Theory |year=1922 |publisher=Clarendon Press |section=via Google Books |section-url={{google books |plainurl=y |id=4UC4AAAAIAAJ}} |url=https://archive.org/details/origindevelopmen00planrich |via=Internet Archive (archive.org, 2007-03-01)}} uses "light-quantum". No evidence is known that Planck himself had used the term "photon" as of 1926 ([http://www.nobeliefs.com/photon.htm see also]).}} | ||
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खाली जगह में, फोटॉन {{mvar|c}} (प्रकाश की [[ गति |गति]]) पर चलता है और इसकी [[ ऊर्जा |ऊर्जा]] और संवेग {{nobr|{{mvar|E {{=}} p c}} ,}} से संबंधित होते हैं, जहाँ {{mvar|p}} संवेग वेक्टर {{mvar|p}} का [[ परिमाण (गणित) |परिमाण]] है। यह {{nobr|{{mvar|m {{=}} 0 }}:}}के साथ निम्नलिखित आपेक्षिक संबंध से निकला है:<ref>See section 1.6 in {{harvnb|Alonso|Finn|1968|loc=Section 1.6}}</ref> | खाली जगह में, फोटॉन {{mvar|c}} (प्रकाश की [[ गति |गति]]) पर चलता है और इसकी [[ ऊर्जा |ऊर्जा]] और संवेग {{nobr|{{mvar|E {{=}} p c}} ,}} से संबंधित होते हैं, जहाँ {{mvar|p}} संवेग वेक्टर {{mvar|p}} का [[ परिमाण (गणित) |परिमाण]] है। यह {{nobr|{{mvar|m {{=}} 0 }}:}}के साथ निम्नलिखित आपेक्षिक संबंध से निकला है:<ref>See section 1.6 in {{harvnb|Alonso|Finn|1968|loc=Section 1.6}}</ref> | ||
[[File:Light cone colour.svg|thumb|right| rad⋅s<sup>−1</sup>) और अंतरिक्ष अक्ष कोणीय तरंग संख्या (rad⋅m .) का प्रतिनिधित्व करता है<sup>-1</sup>)। हरा और नील बाएँ और दाएँ का प्रतिनिधित्व करते हैं ध्रुवीकरण]] | [[File:Light cone colour.svg|thumb|right| rad⋅s<sup>−1</sup>) और अंतरिक्ष अक्ष कोणीय तरंग संख्या (rad⋅m .) का प्रतिनिधित्व करता है<sup>-1</sup>)। हरा और नील बाएँ और दाएँ का प्रतिनिधित्व करते हैं ध्रुवीकरण|299x299px]] | ||
:<math>E^{2} = p^{2} c^{2} + m^{2} c^{4} ~.</math> | :<math>E^{2} = p^{2} c^{2} + m^{2} c^{4} ~.</math> | ||
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== ऐतिहासिक विकास == | == ऐतिहासिक विकास == | ||
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[[File:Young Diffraction.png|thumb|1801 में थॉमस यंग (वैज्ञानिक) के [[ डबल-स्लिट प्रयोग ]] ने दिखाया कि प्रकाश एक तरंग के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे प्रकाश के प्रारंभिक प्रारंभिक कण सिद्धांतों को अमान्य करने में मदद मिलती है।<ref name=Halliday/>{{rp|964}}]] | [[File:Young Diffraction.png|thumb|1801 में थॉमस यंग (वैज्ञानिक) के [[ डबल-स्लिट प्रयोग ]] ने दिखाया कि प्रकाश एक तरंग के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे प्रकाश के प्रारंभिक प्रारंभिक कण सिद्धांतों को अमान्य करने में मदद मिलती है।<ref name=Halliday/>{{rp|964}}|184x184px]] | ||
अठारहवीं शताब्दी तक अधिकांश सिद्धांतों में, प्रकाश को कणों से बने होने के रूप में चित्रित किया गया था। चूंकि उप-परमाणु कण मॉडल प्रकाश के [[ अपवर्तन |अपवर्तन]], [[ विवर्तन |विवर्तन]] और द्विअर्थीपन के लिए आसानी से जिम्मेदार नहीं हो सकते हैं, प्रकाश के तरंग सिद्धांत रेने डेसकार्टेस (1637) द्वारा प्रस्तावित किए गए थे।<ref>{{cite book |last=Descartes |first=R. |author-link=René Descartes |title=Discours de la méthode (Discourse on Method)|publisher=Imprimerie de Ian Maire |year=1637 |isbn=978-0-268-00870-3 |url={{google books |plainurl=y |id=difXAAAAMAAJ}}|language=fr}}</ref> [[ रॉबर्ट हुक |रॉबर्ट हुक]] (1665),<ref>{{cite book |last=Hooke |first=R. |author-link=Robert Hooke |year=1667 |location=London, UK |publisher=[[Royal Society of London]] |url=http://digital.library.wisc.edu/1711.dl/HistSciTech.HookeMicro |title=Micrographia: or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses with observations and inquiries thereupon ... |isbn=978-0-486-49564-4}}</ref> और [[ क्रिस्टियान ह्यूजेंस |क्रिस्टियान ह्यूजेंस]] (1678);<ref>{{cite book |last=Huygens |first=C. |author-link=Christiaan Huygens |year=1678 |title=Traité de la lumière|language=fr |title-link=Traité de la lumière}}. An [https://www.gutenberg.org/ebooks/14725 English translation] is available from [[Project Gutenberg]]</ref> हालांकि, मुख्य रूप से [[ आइजैक न्यूटन |आइजैक न्यूटन]] के प्रभाव के कारण कण मॉडल प्रमुख बने रहे।<ref name="Newton1730">{{cite book |last=Newton |first=I. |author-link=Isaac Newton |orig-year=1730 |year=1952 |title=Opticks |edition=4th |at=Book II, Part III, Propositions XII–XX; Queries 25–29 |location=Dover, NY |url={{google books |plainurl=y |id=bSiTKcLf07UC}} |publisher=Dover Publications |isbn=978-0-486-60205-9 | अठारहवीं शताब्दी तक अधिकांश सिद्धांतों में, प्रकाश को कणों से बने होने के रूप में चित्रित किया गया था। चूंकि उप-परमाणु कण मॉडल प्रकाश के [[ अपवर्तन |अपवर्तन]], [[ विवर्तन |विवर्तन]] और द्विअर्थीपन के लिए आसानी से जिम्मेदार नहीं हो सकते हैं, प्रकाश के तरंग सिद्धांत रेने डेसकार्टेस (1637) द्वारा प्रस्तावित किए गए थे।<ref>{{cite book |last=Descartes |first=R. |author-link=René Descartes |title=Discours de la méthode (Discourse on Method)|publisher=Imprimerie de Ian Maire |year=1637 |isbn=978-0-268-00870-3 |url={{google books |plainurl=y |id=difXAAAAMAAJ}}|language=fr}}</ref> [[ रॉबर्ट हुक |रॉबर्ट हुक]] (1665),<ref>{{cite book |last=Hooke |first=R. |author-link=Robert Hooke |year=1667 |location=London, UK |publisher=[[Royal Society of London]] |url=http://digital.library.wisc.edu/1711.dl/HistSciTech.HookeMicro |title=Micrographia: or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses with observations and inquiries thereupon ... |isbn=978-0-486-49564-4}}</ref> और [[ क्रिस्टियान ह्यूजेंस |क्रिस्टियान ह्यूजेंस]] (1678);<ref>{{cite book |last=Huygens |first=C. |author-link=Christiaan Huygens |year=1678 |title=Traité de la lumière|language=fr |title-link=Traité de la lumière}}. An [https://www.gutenberg.org/ebooks/14725 English translation] is available from [[Project Gutenberg]]</ref> हालांकि, मुख्य रूप से [[ आइजैक न्यूटन |आइजैक न्यूटन]] के प्रभाव के कारण कण मॉडल प्रमुख बने रहे।<ref name="Newton1730">{{cite book |last=Newton |first=I. |author-link=Isaac Newton |orig-year=1730 |year=1952 |title=Opticks |edition=4th |at=Book II, Part III, Propositions XII–XX; Queries 25–29 |location=Dover, NY |url={{google books |plainurl=y |id=bSiTKcLf07UC}} |publisher=Dover Publications |isbn=978-0-486-60205-9 | ||
}}</ref> 19वीं शताब्दी की प्रारम्भ में, थॉमस यंग (वैज्ञानिक) और [[ ऑगस्टिन-जीन फ्रेस्नेल |ऑगस्टिन-जीन फ्रेस्नेल]] ने स्पष्ट रूप से [[ हस्तक्षेप (लहर प्रसार) |हस्तक्षेप (लहर प्रसार)]] और प्रकाश के विवर्तन का प्रदर्शन किया, और 1850 तक तरंग मॉडल सामान्यतः स्वीकार किए गए थे।<ref>{{cite book |last=Buchwald |first=J.Z. |year=1989 |title=The Rise of the Wave Theory of Light: Optical theory and experiment in the early nineteenth century |journal=Physics Today |volume=43 |issue=4 |pages=78–80 |publisher=University of Chicago Press |url={{google books |plainurl=y |id=EbDw1lV_MKsC}} |isbn=978-0-226-07886-1 |oclc=18069573 |bibcode=1990PhT....43d..78B |doi=10.1063/1.2810533}}</ref> [[ जेम्स क्लर्क मैक्सवेल |जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]] के 1865 मैक्सवेल के समीकरण<ref name="maxwell">{{cite journal |last=Maxwell |first=J.C. |author-link=James Clerk Maxwell |year=1865 |title=A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field |journal=[[Philosophical Transactions of the Royal Society]] |volume=155 |pages=459–512 |doi=10.1098/rstl.1865.0008 |bibcode=1865RSPT..155..459C |title-link=A dynamical theory of the electromagnetic field |s2cid=186207827}} This article followed a presentation by Maxwell on 8 December 1864 to the Royal Society.</ref> वह प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग थी - जिसकी पुष्टि 1888 में [[ हेनरिक हर्ट्ज़ |हेनरिक हर्ट्ज़]] द्वारा [[ रेडियो |रेडियो]] की खोज द्वारा प्रयोगात्मक रूप से की गई थी<ref name="hertz">{{cite journal |last=Hertz |first=H. |author-link=Heinrich Hertz |year=1888 |title=Über Strahlen elektrischer Kraft |journal=Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften |place=Berlin, DE |volume=1888 |pages=1297–1307 |language=de}}</ref> प्रकाश के कण मॉडल पर अंतिम प्रहार किया गया था। | }}</ref> 19वीं शताब्दी की प्रारम्भ में, थॉमस यंग (वैज्ञानिक) और [[ ऑगस्टिन-जीन फ्रेस्नेल |ऑगस्टिन-जीन फ्रेस्नेल]] ने स्पष्ट रूप से [[ हस्तक्षेप (लहर प्रसार) |हस्तक्षेप (लहर प्रसार)]] और प्रकाश के विवर्तन का प्रदर्शन किया, और 1850 तक तरंग मॉडल सामान्यतः स्वीकार किए गए थे।<ref>{{cite book |last=Buchwald |first=J.Z. |year=1989 |title=The Rise of the Wave Theory of Light: Optical theory and experiment in the early nineteenth century |journal=Physics Today |volume=43 |issue=4 |pages=78–80 |publisher=University of Chicago Press |url={{google books |plainurl=y |id=EbDw1lV_MKsC}} |isbn=978-0-226-07886-1 |oclc=18069573 |bibcode=1990PhT....43d..78B |doi=10.1063/1.2810533}}</ref> [[ जेम्स क्लर्क मैक्सवेल |जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]] के 1865 मैक्सवेल के समीकरण<ref name="maxwell">{{cite journal |last=Maxwell |first=J.C. |author-link=James Clerk Maxwell |year=1865 |title=A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field |journal=[[Philosophical Transactions of the Royal Society]] |volume=155 |pages=459–512 |doi=10.1098/rstl.1865.0008 |bibcode=1865RSPT..155..459C |title-link=A dynamical theory of the electromagnetic field |s2cid=186207827}} This article followed a presentation by Maxwell on 8 December 1864 to the Royal Society.</ref> वह प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग थी - जिसकी पुष्टि 1888 में [[ हेनरिक हर्ट्ज़ |हेनरिक हर्ट्ज़]] द्वारा [[ रेडियो |रेडियो]] की खोज द्वारा प्रयोगात्मक रूप से की गई थी<ref name="hertz">{{cite journal |last=Hertz |first=H. |author-link=Heinrich Hertz |year=1888 |title=Über Strahlen elektrischer Kraft |journal=Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften |place=Berlin, DE |volume=1888 |pages=1297–1307 |language=de}}</ref> प्रकाश के कण मॉडल पर अंतिम प्रहार किया गया था। | ||
[[File:Light-wave.svg|thumb | [[File:Light-wave.svg|thumb| मैक्सवेल के मैक्सवेल के समीकरणों को दोलन विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र के रूप में पूरा किया गया। हालांकि, विद्युत चुम्बकीय विकिरण के किसी भी तरंग मॉडल द्वारा कई अवलोकनों को समझाया नहीं जा सका, जिससे यह विचार आया कि प्रकाश-ऊर्जा को क्वांटा में पैक किया गया था जिसका वर्णन किया गया था {{nobr| {{mvar|E {{=}} hν}} .}} बाद के प्रयोगों से पता चला कि ये प्रकाश-क्वांटा भी गति लेते हैं और इस प्रकार, प्राथमिक कण माना जा सकता है: फोटॉन अवधारणा का जन्म हुआ, जिससे स्वयं विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की गहरी समझ पैदा हुई।|172x172px]] | ||
हालाँकि, [[ विद्युत चुम्बकीय तरंग समीकरण |विद्युत चुम्बकीय तरंग समीकरण]], प्रकाश के सभी गुणों के लिए जिम्मेदार नहीं है। मैक्सवेल सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि प्रकाश तरंग की ऊर्जा केवल इसकी [[ तीव्रता (भौतिकी) |तीव्रता (भौतिकी)]] पर निर्भर करती है, इसकी आवृत्ति पर नहीं; फिर भी, कई स्वतंत्र प्रकार के प्रयोगों से पता चलता है कि प्रकाश द्वारा परमाणुओं को प्रदान की जाने वाली ऊर्जा केवल प्रकाश की आवृत्ति पर निर्भर करती है, इसकी तीव्रता पर नहीं। उदाहरण के लिए, फोटोकैमिस्ट्री केवल एक निश्चित सीमा से अधिक आवृत्ति के प्रकाश से उकसाया जाता है; थ्रेशोल्ड से कम आवृत्ति का प्रकाश, चाहे कितना भी तीव्र हो, प्रतिक्रिया प्रारम्भ नहीं करता है। इसी प्रकार, धातु की प्लेट पर पर्याप्त उच्च आवृत्ति का प्रकाश चमकाकर (फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव) इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाला जा सकता है; उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा केवल प्रकाश की आवृत्ति से संबंधित होती है, उसकी तीव्रता से नहीं होती है।<ref>"Frequency-dependence of luminiscence" pp. 276ff., §1.4 "photoelectric effect" in {{harvnb|Alonso|Finn|1968}}</ref>{{efn| | हालाँकि, [[ विद्युत चुम्बकीय तरंग समीकरण |विद्युत चुम्बकीय तरंग समीकरण]], प्रकाश के सभी गुणों के लिए जिम्मेदार नहीं है। मैक्सवेल सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि प्रकाश तरंग की ऊर्जा केवल इसकी [[ तीव्रता (भौतिकी) |तीव्रता (भौतिकी)]] पर निर्भर करती है, इसकी आवृत्ति पर नहीं; फिर भी, कई स्वतंत्र प्रकार के प्रयोगों से पता चलता है कि प्रकाश द्वारा परमाणुओं को प्रदान की जाने वाली ऊर्जा केवल प्रकाश की आवृत्ति पर निर्भर करती है, इसकी तीव्रता पर नहीं। उदाहरण के लिए, फोटोकैमिस्ट्री केवल एक निश्चित सीमा से अधिक आवृत्ति के प्रकाश से उकसाया जाता है; थ्रेशोल्ड से कम आवृत्ति का प्रकाश, चाहे कितना भी तीव्र हो, प्रतिक्रिया प्रारम्भ नहीं करता है। इसी प्रकार, धातु की प्लेट पर पर्याप्त उच्च आवृत्ति का प्रकाश चमकाकर (फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव) इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाला जा सकता है; उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा केवल प्रकाश की आवृत्ति से संबंधित होती है, उसकी तीव्रता से नहीं होती है।<ref>"Frequency-dependence of luminiscence" pp. 276ff., §1.4 "photoelectric effect" in {{harvnb|Alonso|Finn|1968}}</ref>{{efn| | ||
The phrase "no matter how intense" refers to intensities ''below'' approximately {{10^|13}} W/cm<sup>2</sup> at which point [[perturbation theory]] begins to break down. | The phrase "no matter how intense" refers to intensities ''below'' approximately {{10^|13}} W/cm<sup>2</sup> at which point [[perturbation theory]] begins to break down. | ||
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</ref> और 1916,<ref name="Einstein1916b">{{cite journal |last=Einstein |first=A. |author-link=Albert Einstein |year=1916 |title=Zur Quantentheorie der Strahlung |journal=Mitteilungen der Physikalischen Gesellschaft zu Zürich |volume=16 |page=47}} Also ''Physikalische Zeitschrift'', '''18''', 121–128 (1917). {{in lang|de}}</ref> आइंस्टीन ने दिखाया कि, यदि ब्लैक-बॉडी विकिरण के संबंध में प्लैंक के नियम को स्वीकार कर लिया जाता है, तो ऊर्जा क्वांटा को भी गति प्रदान करनी चाहिए {{nobr|{{mvar| p {{=}} {{sfrac| h | λ }} }},}} उन्हें पूर्ण कण बना रहे हैं। इस फोटॉन गति को आर्थर कॉम्पटन द्वारा प्रयोगात्मक रूप से देखा गया था,<ref name="Compton1923">{{cite journal |last=Compton |first=A. |author-link=Arthur Compton |year=1923 |title=A quantum theory of the scattering of X-rays by light elements |url=https://history.aip.org/history/exhibits/gap/Compton/Compton.html#compton1 |journal=[[Physical Review]] |volume=21 |issue=5 |pages=483–502 |bibcode=1923PhRv...21..483C |doi=10.1103/PhysRev.21.483 |doi-access=free}}</ref> जिसके लिए उन्हें 1927 में नोबेल पुरस्कार मिला। तब महत्वपूर्ण सवाल यह था कि मैक्सवेल के प्रकाश के तरंग सिद्धांत को प्रयोगात्मक रूप से देखे गए कण प्रकृति के साथ कैसे जोड़ा जाए? इस सवाल का जवाब अल्बर्ट आइंस्टीन ने जीवन भर के लिए लिया,<ref name="Pais1982">{{cite book |last=Pais |first=A. |author-link=Abraham Pais |year=1982 |title=Subtle is the Lord: The science and the life of Albert Einstein |url=https://archive.org/details/subtleislordscie00pais |publisher=Oxford University Press |isbn=978-0-19-853907-0}}</ref> और [[ क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स |क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स]] और इसके उत्तराधिकारी, मानक मॉडल में हल किया गया था। (देखना{{section link||द्वितीय मात्राकरण}}तथा{{section link||गेज बोसोन के रूप में}}, नीचे।) | </ref> और 1916,<ref name="Einstein1916b">{{cite journal |last=Einstein |first=A. |author-link=Albert Einstein |year=1916 |title=Zur Quantentheorie der Strahlung |journal=Mitteilungen der Physikalischen Gesellschaft zu Zürich |volume=16 |page=47}} Also ''Physikalische Zeitschrift'', '''18''', 121–128 (1917). {{in lang|de}}</ref> आइंस्टीन ने दिखाया कि, यदि ब्लैक-बॉडी विकिरण के संबंध में प्लैंक के नियम को स्वीकार कर लिया जाता है, तो ऊर्जा क्वांटा को भी गति प्रदान करनी चाहिए {{nobr|{{mvar| p {{=}} {{sfrac| h | λ }} }},}} उन्हें पूर्ण कण बना रहे हैं। इस फोटॉन गति को आर्थर कॉम्पटन द्वारा प्रयोगात्मक रूप से देखा गया था,<ref name="Compton1923">{{cite journal |last=Compton |first=A. |author-link=Arthur Compton |year=1923 |title=A quantum theory of the scattering of X-rays by light elements |url=https://history.aip.org/history/exhibits/gap/Compton/Compton.html#compton1 |journal=[[Physical Review]] |volume=21 |issue=5 |pages=483–502 |bibcode=1923PhRv...21..483C |doi=10.1103/PhysRev.21.483 |doi-access=free}}</ref> जिसके लिए उन्हें 1927 में नोबेल पुरस्कार मिला। तब महत्वपूर्ण सवाल यह था कि मैक्सवेल के प्रकाश के तरंग सिद्धांत को प्रयोगात्मक रूप से देखे गए कण प्रकृति के साथ कैसे जोड़ा जाए? इस सवाल का जवाब अल्बर्ट आइंस्टीन ने जीवन भर के लिए लिया,<ref name="Pais1982">{{cite book |last=Pais |first=A. |author-link=Abraham Pais |year=1982 |title=Subtle is the Lord: The science and the life of Albert Einstein |url=https://archive.org/details/subtleislordscie00pais |publisher=Oxford University Press |isbn=978-0-19-853907-0}}</ref> और [[ क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स |क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स]] और इसके उत्तराधिकारी, मानक मॉडल में हल किया गया था। (देखना{{section link||द्वितीय मात्राकरण}}तथा{{section link||गेज बोसोन के रूप में}}, नीचे।) | ||
[[File:Bohr-atom-PAR.svg|thumb|1923 तक, अधिकांश भौतिक विज्ञानी यह स्वीकार करने के लिए अनिच्छुक थे कि प्रकाश ही परिमाणित है। इसके बजाय, उन्होंने केवल पदार्थ की मात्रा निर्धारित करके फोटॉन व्यवहार की व्याख्या करने की कोशिश की, जैसा कि [[ हाइड्रोजन परमाणु ]] के [[ बोहर मॉडल ]] (यहां दिखाया गया है) में है। भले ही ये अर्धचिरसम्मत मॉडल केवल एक पहला सन्निकटन थे, वे सरल प्रणालियों के लिए सटीक थे और उन्होंने क्वांटम यांत्रिकी का नेतृत्व किया।]] | [[File:Bohr-atom-PAR.svg|thumb|1923 तक, अधिकांश भौतिक विज्ञानी यह स्वीकार करने के लिए अनिच्छुक थे कि प्रकाश ही परिमाणित है। इसके बजाय, उन्होंने केवल पदार्थ की मात्रा निर्धारित करके फोटॉन व्यवहार की व्याख्या करने की कोशिश की, जैसा कि [[ हाइड्रोजन परमाणु ]] के [[ बोहर मॉडल ]] (यहां दिखाया गया है) में है। भले ही ये अर्धचिरसम्मत मॉडल केवल एक पहला सन्निकटन थे, वे सरल प्रणालियों के लिए सटीक थे और उन्होंने क्वांटम यांत्रिकी का नेतृत्व किया।|173x173px]] | ||
आइंस्टीन की 1905 की भविष्यवाणियों को 20वीं सदी के पहले दो दशकों में कई तरीकों से प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया गया था, जैसा कि [[ रॉबर्ट मिलिकाना |रॉबर्ट मिलिकाना]] के नोबेल व्याख्यान में बताया गया है।<ref name="Millikan1923">{{cite web |last=Millikan |first=R.A. |author-link=Robert Millikan |year=1924 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1923/millikan-lecture.html |title=Robert A. Millikan's Nobel Lecture}}</ref> हालांकि, कॉम्पटन के प्रयोग से पहले<ref name="Compton1923"/> दिखाया कि फोटॉन अपने तरंगांक (1922) के समानुपाती संवेग ले जाते हैं, अधिकांश भौतिक विज्ञानी यह मानने के लिए अनिच्छुक थे कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण स्वयं कण हो सकता है। (देखें, उदाहरण के लिए, विल्हेम वियन का नोबेल व्याख्यान,<ref name="Wien1911"/> प्लांक<ref name="Planck1918" /> और मिलिकन।)<ref name="Millikan1923"/> इसके बजाय, व्यापक धारणा थी कि ऊर्जा मात्राकरण किसी अज्ञात बाधा के कारण होता है जो विकिरण को अवशोषित या उत्सर्जित करता है। भाग में, परिवर्तन का पता उन प्रयोगों से लगाया जा सकता है जैसे कि कॉम्पटन बिखरने का खुलासा करने वाले, जहां देखे गए परिणामों की व्याख्या करने के लिए खुद को प्रकाश में परिमाणीकरण नहीं करना अधिक कठिन था।<ref>{{cite journal |last=Hendry |first=J. |year=1980 |title=The development of attitudes to the wave–particle duality of light and quantum theory, 1900–1920 |journal=[[Annals of Science]] |volume=37 |issue=1 |pages=59–79 |doi=10.1080/00033798000200121}}</ref> | आइंस्टीन की 1905 की भविष्यवाणियों को 20वीं सदी के पहले दो दशकों में कई तरीकों से प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया गया था, जैसा कि [[ रॉबर्ट मिलिकाना |रॉबर्ट मिलिकाना]] के नोबेल व्याख्यान में बताया गया है।<ref name="Millikan1923">{{cite web |last=Millikan |first=R.A. |author-link=Robert Millikan |year=1924 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1923/millikan-lecture.html |title=Robert A. Millikan's Nobel Lecture}}</ref> हालांकि, कॉम्पटन के प्रयोग से पहले<ref name="Compton1923"/> दिखाया कि फोटॉन अपने तरंगांक (1922) के समानुपाती संवेग ले जाते हैं, अधिकांश भौतिक विज्ञानी यह मानने के लिए अनिच्छुक थे कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण स्वयं कण हो सकता है। (देखें, उदाहरण के लिए, विल्हेम वियन का नोबेल व्याख्यान,<ref name="Wien1911"/> प्लांक<ref name="Planck1918" /> और मिलिकन।)<ref name="Millikan1923"/> इसके बजाय, व्यापक धारणा थी कि ऊर्जा मात्राकरण किसी अज्ञात बाधा के कारण होता है जो विकिरण को अवशोषित या उत्सर्जित करता है। भाग में, परिवर्तन का पता उन प्रयोगों से लगाया जा सकता है जैसे कि कॉम्पटन बिखरने का खुलासा करने वाले, जहां देखे गए परिणामों की व्याख्या करने के लिए खुद को प्रकाश में परिमाणीकरण नहीं करना अधिक कठिन था।<ref>{{cite journal |last=Hendry |first=J. |year=1980 |title=The development of attitudes to the wave–particle duality of light and quantum theory, 1900–1920 |journal=[[Annals of Science]] |volume=37 |issue=1 |pages=59–79 |doi=10.1080/00033798000200121}}</ref> | ||
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== तरंग-कण द्वैत और अनिश्चितता सिद्धांत == | == तरंग-कण द्वैत और अनिश्चितता सिद्धांत == | ||
[[File:Mach-Zehnder photons animation.gif|thumb | [[File:Mach-Zehnder photons animation.gif|thumb|मच-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर में फोटॉन [[ फोटॉन-गिनती डिटेक्टर ]] पर तरंग-जैसे हस्तक्षेप और कण-जैसे पहचान का प्रदर्शन करते हैं।एकल-फोटॉन डिटेक्टर।|197x197px]] | ||
फोटॉन क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करते हैं, और इसलिए उनके व्यवहार में तरंग और कण जैसे दोनों पहलू होते हैं। जब एक मापने वाले उपकरण द्वारा फोटॉन का पता लगाया जाता है, तो इसे एकल, कण इकाई के रूप में पंजीकृत किया जाता है। हालांकि, एक फोटॉन का पता लगाने की संभावना की गणना तरंगों का वर्णन करने वाले समीकरणों द्वारा की जाती है। पहलुओं के इस संयोजन को तरंग-कण द्वैत के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, जिस स्थान पर फोटॉन का पता लगाया जा सकता है, उसके लिए संभाव्यता वितरण स्पष्ट रूप से तरंग जैसी घटना जैसे विवर्तन और हस्तक्षेप (लहर प्रसार) प्रदर्शित करता है। डबल-स्लिट प्रयोग से गुजरने वाले एकल फोटॉन की ऊर्जा स्क्रीन पर एक बिंदु पर प्राप्त होती है, जिसमें मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा निर्धारित इसके हस्तक्षेप पैटर्न द्वारा दिए गए संभाव्यता वितरण के साथ मैक्सवेल के तरंग समीकरण होते हैं।<ref name="Taylor1909">{{cite conference|last=Taylor|first=G.I.|author-link=Geoffrey Ingram Taylor|year=1909|title=Interference fringes with feeble light|work=Proceedings of the Cambridge Philosophical Society|volume=15|pages=114–115}}</ref> हालांकि, प्रयोग इस बात की पुष्टि करते हैं कि फोटॉन विद्युत चुम्बकीय विकिरण की एक छोटी नाड़ी नहीं है; फोटॉन की मैक्सवेल तरंगें विवर्तित होंगी, लेकिन फोटॉन ऊर्जा फैलती नहीं है क्योंकि यह फैलता है, और न ही यह ऊर्जा तब विभाजित होती है जब इसका सामना [[ किरण विभाजक |किरण विभाजक]] से होता है।<ref name="Saleh">{{cite book|author1=Saleh, B.E.A. |author2=Teich, M.C. |name-list-style=amp |title=Fundamentals of Photonics|publisher=Wiley|year=2007|isbn=978-0-471-35832-9}}</ref> इसके बजाय, प्राप्त फोटॉन एक बिंदु-जैसे कण की तरह कार्य करता है क्योंकि यह मनमाने ढंग से छोटी प्रणालियों द्वारा अवशोषित या उत्सर्जित होता है, जिसमें इसकी तरंगदैर्ध्य से बहुत छोटी प्रणाली सम्मिलित होती है, जैसे परमाणु नाभिक (≈10)<sup>−15</sup> m पार) या बिंदु जैसा इलेक्ट्रॉन भी। | फोटॉन क्वांटम यांत्रिकी के नियमों का पालन करते हैं, और इसलिए उनके व्यवहार में तरंग और कण जैसे दोनों पहलू होते हैं। जब एक मापने वाले उपकरण द्वारा फोटॉन का पता लगाया जाता है, तो इसे एकल, कण इकाई के रूप में पंजीकृत किया जाता है। हालांकि, एक फोटॉन का पता लगाने की संभावना की गणना तरंगों का वर्णन करने वाले समीकरणों द्वारा की जाती है। पहलुओं के इस संयोजन को तरंग-कण द्वैत के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, जिस स्थान पर फोटॉन का पता लगाया जा सकता है, उसके लिए संभाव्यता वितरण स्पष्ट रूप से तरंग जैसी घटना जैसे विवर्तन और हस्तक्षेप (लहर प्रसार) प्रदर्शित करता है। डबल-स्लिट प्रयोग से गुजरने वाले एकल फोटॉन की ऊर्जा स्क्रीन पर एक बिंदु पर प्राप्त होती है, जिसमें मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा निर्धारित इसके हस्तक्षेप पैटर्न द्वारा दिए गए संभाव्यता वितरण के साथ मैक्सवेल के तरंग समीकरण होते हैं।<ref name="Taylor1909">{{cite conference|last=Taylor|first=G.I.|author-link=Geoffrey Ingram Taylor|year=1909|title=Interference fringes with feeble light|work=Proceedings of the Cambridge Philosophical Society|volume=15|pages=114–115}}</ref> हालांकि, प्रयोग इस बात की पुष्टि करते हैं कि फोटॉन विद्युत चुम्बकीय विकिरण की एक छोटी नाड़ी नहीं है; फोटॉन की मैक्सवेल तरंगें विवर्तित होंगी, लेकिन फोटॉन ऊर्जा फैलती नहीं है क्योंकि यह फैलता है, और न ही यह ऊर्जा तब विभाजित होती है जब इसका सामना [[ किरण विभाजक |किरण विभाजक]] से होता है।<ref name="Saleh">{{cite book|author1=Saleh, B.E.A. |author2=Teich, M.C. |name-list-style=amp |title=Fundamentals of Photonics|publisher=Wiley|year=2007|isbn=978-0-471-35832-9}}</ref> इसके बजाय, प्राप्त फोटॉन एक बिंदु-जैसे कण की तरह कार्य करता है क्योंकि यह मनमाने ढंग से छोटी प्रणालियों द्वारा अवशोषित या उत्सर्जित होता है, जिसमें इसकी तरंगदैर्ध्य से बहुत छोटी प्रणाली सम्मिलित होती है, जैसे परमाणु नाभिक (≈10)<sup>−15</sup> m पार) या बिंदु जैसा इलेक्ट्रॉन भी। | ||
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==प्रेरित और स्वतः स्फूर्त उत्सर्जन == | ==प्रेरित और स्वतः स्फूर्त उत्सर्जन == | ||
{{Main|प्रेरित उत्सर्जन|लेज़र}} | {{Main|प्रेरित उत्सर्जन|लेज़र}} | ||
[[File:Stimulatedemission.png|thumb | [[File:Stimulatedemission.png|thumb|[[ प्रेरित उत्सर्जन ]] (जिसमें फोटॉन खुद को क्लोन करते हैं) की भविष्यवाणी आइंस्टीन ने अपने गतिज विश्लेषण में की थी, और इससे लेजर का विकास हुआ। आइंस्टीन की व्युत्पत्ति ने प्रकाश के क्वांटम उपचार में और विकास को प्रेरित किया, जिससे क्वांटम यांत्रिकी की सांख्यिकीय व्याख्या हुई।|234x234px]] | ||
1916 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने दिखाया कि प्लैंक का विकिरण कानून फोटॉन और परमाणुओं के एक अर्ध-चिरसम्मत, सांख्यिकीय उपचार से प्राप्त किया जा सकता है, जिसका अर्थ है उन दरों के बीच एक लिंक जिस पर परमाणु फोटॉन उत्सर्जित और अवशोषित करते हैं। स्थिति इस धारणा से अनुसरण करती है कि परमाणुओं द्वारा विकिरण के उत्सर्जन और अवशोषण के कार्य एक दूसरे से स्वतंत्र हैं, और यह कि थर्मल संतुलन परमाणुओं के साथ विकिरण की बातचीत के माध्यम से बनता है। अपने सभी भागों के साथ थर्मल संतुलन में एक गुहा पर विचार करें और विद्युत चुम्बकीय विकिरण से भरा हो और परमाणु उस विकिरण को उत्सर्जित और अवशोषित कर सकें। थर्मल संतुलन के लिए आवश्यक है कि ऊर्जा घनत्व <math>\rho(\nu)</math> आवृत्ति के साथ फोटॉन का <math>\nu</math> (जो उनके [[ संख्या घनत्व |संख्या घनत्व]] के समानुपाती होता है) औसतन, समय में स्थिर होता है; इसलिए, जिस दर पर किसी विशेष आवृत्ति के फोटॉन उत्सर्जित होते हैं, उस दर के बराबर होना चाहिए जिस पर वे अवशोषित होते हैं।<ref name="Einstein1916a">{{cite journal|last=Einstein|first=A.|author-link=Albert Einstein|year=1916|title=Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie|journal=[[Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft]]|volume=18|pages=318–323|bibcode=1916DPhyG..18..318E|language=de}}</ref> | 1916 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने दिखाया कि प्लैंक का विकिरण कानून फोटॉन और परमाणुओं के एक अर्ध-चिरसम्मत, सांख्यिकीय उपचार से प्राप्त किया जा सकता है, जिसका अर्थ है उन दरों के बीच एक लिंक जिस पर परमाणु फोटॉन उत्सर्जित और अवशोषित करते हैं। स्थिति इस धारणा से अनुसरण करती है कि परमाणुओं द्वारा विकिरण के उत्सर्जन और अवशोषण के कार्य एक दूसरे से स्वतंत्र हैं, और यह कि थर्मल संतुलन परमाणुओं के साथ विकिरण की बातचीत के माध्यम से बनता है। अपने सभी भागों के साथ थर्मल संतुलन में एक गुहा पर विचार करें और विद्युत चुम्बकीय विकिरण से भरा हो और परमाणु उस विकिरण को उत्सर्जित और अवशोषित कर सकें। थर्मल संतुलन के लिए आवश्यक है कि ऊर्जा घनत्व <math>\rho(\nu)</math> आवृत्ति के साथ फोटॉन का <math>\nu</math> (जो उनके [[ संख्या घनत्व |संख्या घनत्व]] के समानुपाती होता है) औसतन, समय में स्थिर होता है; इसलिए, जिस दर पर किसी विशेष आवृत्ति के फोटॉन उत्सर्जित होते हैं, उस दर के बराबर होना चाहिए जिस पर वे अवशोषित होते हैं।<ref name="Einstein1916a">{{cite journal|last=Einstein|first=A.|author-link=Albert Einstein|year=1916|title=Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie|journal=[[Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft]]|volume=18|pages=318–323|bibcode=1916DPhyG..18..318E|language=de}}</ref> | ||
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=== विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का परिमाणीकरण === | === विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का परिमाणीकरण === | ||
{{Main| | {{Main|क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत}} | ||
[[File:VisibleEmrWavelengths.svg|thumb | [[File:VisibleEmrWavelengths.svg|thumb|विभिन्न विद्युत चुम्बकीय मोड (जैसे कि यहां दर्शाए गए) को स्वतंत्र [[ क्वांटम हार्मोनिक थरथरानवाला | क्वांटम हार्मोनिक दोलक]] के रूप में माना जा सकता है। एक फोटॉन अपने विद्युत चुम्बकीय मोड में ऊर्जा E = hν की एक इकाई से मेल खाता है।|177x177px]] | ||
1910 में, [[ पीटर डेबी ]] ने ब्लैक-बॉडी रेडिएशन के प्लैंक के नियम को अपेक्षाकृत सरल धारणा से प्राप्त किया।<ref name="Debye1910">{{cite journal|last=Debye|first=P.|author-link=Peter Debye|year=1910|title=Der Wahrscheinlichkeitsbegriff in der Theorie der Strahlung|journal=[[Annalen der Physik]]|volume=33|pages=1427–1434|doi=10.1002/andp.19103381617|bibcode=1910AnP...338.1427D|issue=16|language=de|url=https://zenodo.org/record/1424189}}</ref> उन्होंने एक गुहा में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को अपनी फूरियर श्रृंखला में विघटित कर दिया, और यह मान लिया कि किसी भी मोड में ऊर्जा एक पूर्णांक गुणक है <math>h\nu</math>, जहाँ पर <math>\nu</math> विद्युत चुम्बकीय मोड की आवृत्ति है। ब्लैक-बॉडी रेडिएशन का प्लैंक का नियम एक ज्यामितीय योग के रूप में तुरंत अनुसरण करता है। हालांकि, डेबी का दृष्टिकोण ब्लैक-बॉडी विकिरण के ऊर्जा उतार-चढ़ाव के लिए सही सूत्र देने में विफल रहा, जो 1909 में आइंस्टीन द्वारा प्राप्त किया गया था।<ref name="Einstein1909" /> | 1910 में, [[ पीटर डेबी ]] ने ब्लैक-बॉडी रेडिएशन के प्लैंक के नियम को अपेक्षाकृत सरल धारणा से प्राप्त किया।<ref name="Debye1910">{{cite journal|last=Debye|first=P.|author-link=Peter Debye|year=1910|title=Der Wahrscheinlichkeitsbegriff in der Theorie der Strahlung|journal=[[Annalen der Physik]]|volume=33|pages=1427–1434|doi=10.1002/andp.19103381617|bibcode=1910AnP...338.1427D|issue=16|language=de|url=https://zenodo.org/record/1424189}}</ref> उन्होंने एक गुहा में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को अपनी फूरियर श्रृंखला में विघटित कर दिया, और यह मान लिया कि किसी भी मोड में ऊर्जा एक पूर्णांक गुणक है <math>h\nu</math>, जहाँ पर <math>\nu</math> विद्युत चुम्बकीय मोड की आवृत्ति है। ब्लैक-बॉडी रेडिएशन का प्लैंक का नियम एक ज्यामितीय योग के रूप में तुरंत अनुसरण करता है। हालांकि, डेबी का दृष्टिकोण ब्लैक-बॉडी विकिरण के ऊर्जा उतार-चढ़ाव के लिए सही सूत्र देने में विफल रहा, जो 1909 में आइंस्टीन द्वारा प्राप्त किया गया था।<ref name="Einstein1909" /> | ||
1925 में, मैक्स बॉर्न, वर्नर हाइजेनबर्ग और [[ पास्कल जॉर्डन |पास्कल जॉर्डन]] ने डेबी की अवधारणा को एक महत्वपूर्ण तरीके से पुनर्व्याख्या की।<ref name="Born1925">{{cite journal|last=Born|first=M.|author-link=Max Born|author2=Heisenberg, W.|author3-link=Pascual Jordan|author3=Jordan, P.|year=1925|title=Quantenmechanik II|journal=[[European Physical Journal|Zeitschrift für Physik]]|volume=35|pages=557–615|doi=10.1007/BF01379806|bibcode=1926ZPhy...35..557B|issue=8–9|s2cid=186237037|language=de|author2-link=Werner Heisenberg}}</ref> जैसा कि चिरसम्मत रूप से दिखाया जा सकता है, [[ विद्युत चुम्बकीय चार-क्षमता |विद्युत चुम्बकीय चार-क्षमता]] की फूरियर श्रृंखला-उनके तरंग वेक्टर ''के'' और ध्रुवीकरण स्थिति द्वारा अनुक्रमित विद्युत चुम्बकीय विमान तरंगों का पूरा सेट-अयुग्मित [[ सरल हार्मोनिक थरथरानवाला |सरल हार्मोनिक दोलक]] के एक सेट के बराबर है। क्वांटम को यांत्रिक रूप से उपचारित किय | |||