Фотон

фотон
склад:	фундаментальна частинка
родина:	бозон
група:	калібрувальні бозони
покоління:	перше
взаємодії:	Електромагнітна Гравітаційна
античастинка:	істинно нейтральна
статус:	стабільний
символ:	$\gamma \,$
Маса:	0
Електричний заряд:	0
спін:	1

Фото́н (грец. Φωτόνιο)— квант електромагнітного випромінювання, елементарна частинка, що є носієм електромагнітної взаємодії.

Характеристики

Фотони не мають електричного заряду. Їхні основні характеристики: енергія, зв'язана з частотою за допомогою формули $E = \hbar \omega$ і спін рівний одиниці. Фотон є істинно-нейтральною частинкою, що означає, що його античастинка є тим самим фотоном.

Імпульс фотона визначають за формулою

$p = \frac{E}{c} = \frac{\hbar \omega}{c}$

Фотони видимого світла мають енергії в діапазоні від 1,7 до 3 еВ; вони з'являються при переходах атомів і молекул із збуджених станів в стани з меншою енергією. Гамма-фотони появляються в результаті аналогічних процесів, що відбуваються в середині атомних ядер. При гальмуванні електронів високих енергій можуть бути отримані фотони дуже великих енергій — до 1000 МеВ, що майже в 2 000 разів перевищує власну енергію нерухомого електрона. Фотони високих енергій можуть перетворитися в пару заряджених частинок — електрон й позитрон. При цьому енергія фотона, що зникає, повинна бути більшою за суму власних енергій частинок, що з'явилися.

Модель фотонного газу Бозе — Ейнштейна

Квантова статистика, що застосовується до систем частинок з цілим спіном, була запропонована у 1924 році індійським фізиком Бозе для квантів світла та розвинена Альбертом Ейнштейном для усіх бозонів. Електромагнітне випромінення в середині деякого об'єму можна розглядати як ідеальний газ, який складається з сукупності фотонів, що практично не взаємодіють один з одним. Термодинамічна рівновага цього фотонного газу досягається шляхом взаємодії зі стінками порожнини. Вона наступає тоді, коли стінки випромінюють у одиницю часу стільки ж фотонів, скільки поглинають.