Главная Войти О сайте

Что такое фотон и зачем он нужен

Что такое фотон и зачем он нужен

Содержание:
  1. Фотон: элементарная частица света и электромагнитного излучения
  2. Основные свойства фотона
  3. Корпускулярно-волновой дуализм фотона

Фотон: элементарная частица света и электромагнитного излучения

Фотон является элементарной частицей, которая представляет собой квант световой волны или электромагнитного излучения. Ученые физико-математического направления проявляют большой интерес к этой частице из-за ее отличительных свойств.

Основные свойства фотона

Фотон – это безмассовая частица, которая может существовать только в вакууме. Он не обладает никакими электрическими свойствами, то есть его заряд равен нулю. В зависимости от контекста, фотон может рассматриваться разными способами. В классической физике он представляется как электромагнитная волна со круговой поляризацией. Однако, фотон также проявляет свойства частицы, что называется корпускулярно-волновым дуализмом. В квантовой электродинамике фотон описывается как калибровочный бозон, который формирует электромагнитное взаимодействие. Во Вселенной фотон является самой численной частицей, а его спин равен единице. Фотон может находиться только в двух квантовых состояниях, которые имеют проекцию спина на определенное направление (-1 и +1). Это квантовое свойство фотона отражается его классическом представлении как поперечность электромагнитной волны. Масса покоя фотона равна нулю, поэтому его скорость распространения также равна скорости света. Фотон не имеет электрических свойств (заряда) и достаточно стабилен, то есть он не распадается самопроизвольно в вакууме. Фотон излучается во многих физических процессах, таких как движение электрического заряда с ускорением или энергетические скачки ядра атома или атома из одного состояния в другое. Также фотон может быть поглощен в обратных процессах.

Корпускулярно-волновой дуализм фотона

Корпускулярно-волновой дуализм, характерный для фотона, проявляется во множестве физических экспериментов. Фотонные частицы участвуют в таких волновых процессах, как дифракция и интерференция, когда размеры препятствий сравнимы с размером самой частицы. Это особенно заметно в опытах с дифракцией одиночных фотонов на щели. Точность и корпускулярность фотона также проявляются в процессах поглощения и излучения объектами, размеры которых значительно меньше длины волны фотона. Однако представление фотона только как частицы не является полным, так как оно опровергается корреляционными экспериментами, основанными на запутанных состояниях элементарных частиц. Поэтому принято рассматривать фотон, в том числе, и как волну.


CompleteRepair.Ru