فوتون چیست؟
فوتون ذره بنیادی نور و حامل اصلی انرژی الکترومغناطیسی است. فوتونها بدون جرم سکون هستند و با سرعت نور حرکت میکنند. تمام نور و تابشی که از خورشید به زمین میرسد، در واقع مجموعهای از فوتونهاست که در فرایندهای هستهای خورشید تولید شدهاند.
تولید فوتونها در هسته خورشید
فوتونها در هسته خورشید و در جریان واکنشهای همجوشی هستهای تولید میشوند. زمانی که هیدروژن به هلیوم تبدیل میشود، بخشی از جرم طبق رابطه معروف انیشتین به انرژی تبدیل شده و این انرژی به شکل فوتونهای پرانرژی آزاد میگردد.
این فوتونها در ابتدا دارای انرژی بسیار بالا و در محدوده پرتوهای گاما هستند.
حرکت فوتونها در ناحیه تابشی
پس از تولید در هسته، فوتونها وارد ناحیه تابشی خورشید میشوند. در این لایه، فوتونها نمیتوانند بهصورت مستقیم حرکت کنند، بلکه بارها توسط ذرات پلاسما جذب و دوباره گسیل میشوند. این فرایند باعث میشود مسیر حرکت فوتونها بسیار پیچیده و تصادفی باشد.
به همین دلیل، ممکن است یک فوتون برای رسیدن از هسته به مرز ناحیه همرفتی، صدها هزار تا چند میلیون سال زمان نیاز داشته باشد.
تغییر انرژی فوتونها
در طی حرکت در لایههای درونی خورشید، فوتونها بهتدریج انرژی خود را از دست میدهند. فوتونهای پرانرژی گاما به فوتونهای فرابنفش، مرئی و فروسرخ تبدیل میشوند. نوری که از سطح خورشید به فضا تابیده میشود، عمدتاً در محدوده نور مرئی قرار دارد.
نقش فوتونها در انتقال انرژی
فوتونها نقش اصلی را در انتقال انرژی در ناحیه تابشی خورشید ایفا میکنند. بدون فوتونها، انرژی تولید شده در هسته نمیتوانست به لایههای بیرونی منتقل شود و خورشید قادر به تابش نور و گرما نبود.
فوتونها و خروج انرژی از خورشید
پس از رسیدن انرژی به فوتوسفر، فوتونها میتوانند تقریباً بدون مانع از خورشید خارج شوند و به فضا سفر کنند. این فوتونها پس از حدود ۸ دقیقه به زمین میرسند و منبع اصلی نور و گرمای زمین هستند.
جمعبندی
فوتونها حاملان اصلی انرژی خورشید هستند که در هسته تولید میشوند و پس از سفری بسیار طولانی در لایههای درونی، از سطح خورشید خارج میگردند. نقش فوتونها در انتقال انرژی، تابش نور و حفظ تعادل خورشید کاملاً اساسی و غیرقابل جایگزین است.