Čo je fotón vo fyzike?

fotón je častica svetla definovaná ako diskrétny zväzok (alebo kvantum) elektromagnetickej (alebo svetelnej) energie. Fotóny sú vždy v pohybe a vo vákuu (úplne prázdny priestor) majú konštantnú rýchlosť svetla pre všetkých pozorovateľov. Fotóny cestujú vo vákuu rýchlosť svetla (častejšie sa to nazýva rýchlosť svetla) C = 2,998 x 10⁸ pani.

Podľa fotónovej teórie svetla fotóny:

• správať sa ako častica a vlna súčasne
• pohybovať sa konštantne rýchlosť, C = 2,9979 x 10⁸ m / s (t. j. „rýchlosť svetla“), v prázdnom priestore
• mať nulovú hmotnosť a pokojovú energiu
• prenášajú energiu a hybnosť, ktoré súvisia aj s frekvenciou (nu) a vlnová dĺžka (Lamdba) elektromagnetickej vlny vyjadrenej rovnicou E = h nu a p = hod / lambda.
• môžu byť zničené / vytvorené, keď je žiarenie absorbované / emitované.
• môžu mať interakcie podobné časticiam (t. j. zrážky) s elektrónmi a inými časticami, ako sú napr Comptonov efekt v ktorých sa častice svetla zrážajú s atómami, čo spôsobuje uvoľňovanie elektrónov.

Termín fotón bol vytvorený Gilbert Lewis v roku 1926, hoci koncept svetla vo forme diskrétnych častíc existoval po stáročia a bol formalizovaný v Newtonovej konštrukcii vedy o optike.

V roku 1800 však vlnové vlastnosti svetla (čím sa rozumie elektromagnetická radiácia všeobecne) sa stal očividne zjavným a vedci v podstate hodili teóriu častíc z okna von. To nebolo dovtedy Albert Einstein vysvetlil fotoelektrický efekt a uvedomili si, že svetelná energia sa musí kvantifikovať, aby sa teória častíc vrátila.

Ako je uvedené vyššie, svetlo má vlastnosti vlny aj častice. Bol to ohromujúci objav a určite je mimo sféry toho, ako normálne veci vnímame. Biliardové gule pôsobia ako častice, zatiaľ čo oceány pôsobia ako vlny. Fotóny pôsobia stále ako vlna aj ako častice (hoci je to bežné, ale v podstate nesprávne) že je to „niekedy vlna a niekedy aj častice“ v závislosti od toho, ktoré vlastnosti sú v danom okamihu zreteľnejšie time).

Iba jeden z účinkov tohto dualita vlnových častíc (alebo dualita časticových vĺn) je to, že fotóny, aj keď sú považované za častice, je možné vypočítať tak, aby mali frekvenciu, vlnovú dĺžku, amplitúdu a ďalšie vlastnosti, ktoré sú vlastné mechanike vĺn.

Fotón je elementárna častica, napriek tomu, že nemá hmotnosť. Sama sa nemôže rozpadnúť, hoci energia fotónu sa môže po interakcii s inými časticami prenášať (alebo vytvárať). Fotóny sú elektricky neutrálne a sú jednou z mála častíc, ktoré sú zhodné s ich antičasticou, antiphotónom.

Fotóny sú častice spin-1 (z ktorých sa vyrábajú bozóny) s osou rotácie, ktorá je rovnobežná so smerom (dopredu alebo dozadu, v závislosti od toho, či ide o ľavú alebo pravú ruku) fotón). Táto vlastnosť umožňuje polarizáciu svetla.