Какво е фотон във физиката?

А фотон е частица светлина, определена като дискретен сноп (или квант) на електромагнитна (или светлина) енергия. Фотоните са винаги в движение и във вакуум (напълно празно пространство) имат постоянна светлинна скорост за всички наблюдатели. Фотоните пътуват във вакуума скоростта на светлината (по-често наричана скоростта на светлината) на ° С = 2.998 х 10⁸ г-ца.

Според фотонната теория на светлината, фотоните:

• се държат като частица и вълна едновременно
• движете се с константа скорост, ° С = 2.9979 х 10⁸ m / s (т.е. "скоростта на светлината"), в празно пространство
• имат нулева маса и енергия на покой
• носят енергия и инерция, които също са свързани с честотата (ню) и дължина на вълната (Lamdba) на електромагнитната вълна, изразена с уравнението E = h nu и р = з / ламбда.
• може да бъде унищожен / създаден, когато радиацията се абсорбира / излъчва.
• може да има подобни на частици взаимодействия (т.е. сблъсъци) с електрони и други частици, като например в Комптонов ефект в който частици светлина се сблъскват с атоми, причинявайки освобождаване на електрони.

Терминът фотон е въведен от Гилбърт Люис през 1926 г., макар понятието за светлина под формата на дискретни частици да съществува от векове и да бъде формализирано в изграждането на Нютон на науката за оптика.

През 1800-те години обаче вълнови свойства на светлината (под която се разбира електромагнитно излъчване като цяло) станаха очевидно очевидни и учените по същество изхвърлиха теорията на частиците на светлината през прозореца. Едва тогава Алберт Айнщайн обясни фотоелектричен ефект и осъзнах, че светлинната енергия трябва да бъде квантована, че теорията на частиците се връща.

Както бе споменато по-горе, светлината има свойства както на вълна, така и на частица. Това беше изумително откритие и със сигурност е извън сферата на това как нормално възприемаме нещата. Билярдните топки действат като частици, докато океаните действат като вълни. Фотоните действат като вълна и частица през цялото време (въпреки че е често срещано, но в основата си неправилно да се каже че това е "понякога вълна, а понякога частица" в зависимост от това кои характеристики са по-очевидни в даден момент време).

Само един от ефектите от това двойност на вълната-частици (или двойност на вълната на частиците) е, че фотоните, въпреки че се третират като частици, могат да бъдат изчислени да имат честота, дължина на вълната, амплитуда и други свойства, присъщи на вълновата механика.

Фотонът е ан елементарна частица, въпреки факта, че няма маса. Той не може да се разпадне самостоятелно, въпреки че енергията на фотона може да се прехвърли (или да бъде създадена) при взаимодействие с други частици. Фотоните са електрически неутрални и са една от редките частици, идентични на тяхната античастица, антифотона.

Фотоните са частици на спин-1 (което ги прави бозони), със спирачна ос, успоредна на посоката на пътуване (или напред, или назад, в зависимост от това дали е "лява" или "дясна" фотон). Тази функция е това, което позволява поляризация на светлината.