Foton

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Elementární
částice
leptony
e μ τ
νe νμ ντ
kvarky
d s b
u c t
intermediální
částice
γ Z0 W± gluon g
hadrony
mezony
π K    
baryony
p n Λ Ω
bosony
fermiony
Foton
Zatřídění
Elementární částice
Boson
Foton
Vlastnosti
Hmotnost: 0 MeV/c2
Elektrický náboj: 0 C
Spin: 1

V částicové fyzice je foton (z řeckého φως, světlo) elementární částice, kterou popisujeme kvantum elektromagnetické energie. Jeho studiem se zabývá kvantová elektrodynamika.

[editovat] Vlastnosti

Všechno elektromagnetické vlnění, od radiových vln po záření gama je kvantováno na fotony, jež popisuje vlnová délka, frekvence, energie a hybnost. Životnost fotonu je nekonečná, ve smyslu nekonečného poločasu rozpadu, přesto mohou vznikat a zanikat. Foton existuje pouze v pohybu. Má proto nulovou klidovou hmotnost, ale nenulovou energii, definovanou vztahem E = hν, kde h je Planckova konstanta a ν frekvence. Neboť má energii, působí na něj gravitace dle obecné teorie relativity a on sám gravitačně působí na okolí. Tyto jevy byly potvrzeny pozorováním.

[editovat] Vznik

Fotony vznikají mnoha způsoby, například vyzářením při přechodu elektronu mezi orbitálními hladinami, či anihilaci. Speciální přístroje jako maser a laser mohou vytvořit koherentní svazek záření.

[editovat] Hybnost fotonu

Příkladem využití hybnosti fotonu může být Sluneční mlýn (Crookesův mlýnek), u nějž je jedna polovina lopatky obarvena černě a druhá leskle. Foton je na černé straně pohlcen a předá lopatce mlýnu energii E=h*f . Na druhé, lesklé, straně se však foton odrazí a tak předá lopatce energii dvakrát větší. Potom se tedy mlýnské kolo začne točit. Jeden foton tak předá hybnost ekvivalentí jeho energii. Z definice hybnosti jako p=m*v , přičemž víme, že energie fotonu je E=h*f , a podle Einsteinovy rovnice ekvivalence hmoty a energie E=m*c² pak dosadíme do původního vzorce p=m*c=h*f/c. Toto je tedy hybnost předaná fotonem slunečnímu mlýnu.