Što je foton u fizici?

foton je čestica svjetlosti definirana kao diskretni snop (ili kvantni) elektromagnetske (ili svjetlosne) energije. Fotoni su uvijek u pokretu i u vakuumu (potpuno prazan prostor) imaju stalnu brzinu svjetlosti za sve promatrače. Fotoni putuju u vakuumu brzina svjetlosti (češće naziva se brzina svjetlosti) c = 2.998 x 10⁸ m / s.

Prema fotonskoj teoriji svjetlosti, fotoni:

• ponašaju se poput čestice i vala istovremeno
• kretati se konstantno brzina, c = 2.9979 x 10⁸ m / s (tj. "brzina svjetlosti"), u praznom prostoru
• imaju nultu masu i energiju mirovanja
• nose energiju i zamah, koji su također povezani s frekvencijom (nu) i valna duljina (Lamdba) elektromagnetskog vala, izraženo jednadžbom E = h nu i p = h / À.
• mogu se uništiti / stvoriti kad se zračenje apsorbira / emitira.
• može imati interakcije slične česticama (tj. sudare) sa elektronima i drugim česticama, kao što je slučaj u Compton efekt u kojima se čestice svjetlosti sudaraju s atomima, uzrokujući oslobađanje elektrona.

Izraz foton je skovao Gilbert Lewis 1926., iako je pojam svjetla u obliku diskretnih čestica postojao stoljećima i bio je formaliziran u Newtonovu konstrukciju znanosti o optikama.

Međutim, u 1800-im valna svojstva svjetlosti (kojim se misli elektromagnetska radijacija općenito) postalo je sjajno očito i znanstvenici su u osnovi bacili teoriju čestica svjetlosti kroz prozor. To je bilo tek Albert Einstein objasnio je fotoelektrični učinak i shvatili da se svjetlosna energija mora kvantizirati da se teorija čestica vrati.

Kao što je gore spomenuto, svjetlost ima svojstva i vala i čestica. Ovo je bilo zapanjujuće otkriće i sigurno je izvan područja načina na koji normalno doživljavamo stvari. Kuglice za bilijar djeluju kao čestice, dok oceani djeluju kao valovi. Fotoni djeluju i kao val i kao čestica cijelo vrijeme (iako je uobičajeno, ali u osnovi netočno, reći) da je to "ponekad val, a ponekad čestica", ovisno o tome koja su obilježja u određenom trenutku očiglednija vrijeme).

Samo jedan od učinaka ovoga dualnost valnih čestica (ili dualnost valova čestica) je da se fotoni, iako se tretiraju kao čestice, mogu izračunati tako da imaju frekvenciju, valnu dužinu, amplitudu i druga svojstva svojstvena valnoj mehanici.

Foton je an elementarna čestica, unatoč činjenici da nema masu. Ne može propasti sam, iako energija fotona može prenijeti (ili stvoriti) prilikom interakcije s drugim česticama. Fotoni su električno neutralni i jedna su od rijetkih čestica koje su identične njihovoj antičestice, antifotonu.

Fotoni su čestice spin-1 (čineći ih bozonima), s osi centrifuge koja je paralelna s pravcem putovanja (naprijed ili natrag, ovisno o tome je li "lijeva" ili "desna" foton). Ova značajka je ono što omogućava polarizaciju svjetlosti.