Foton

Foton (γ)
Fotony emitované v podobě laseru.
Obecné vlastnosti
Klasifikace:	Elementární částice Bosony
Fyzikální vlastnosti
Klidová hmotnost:	0 eV/c²
Elektrický náboj:	0 e
Spin:	1
Stř. doba života:	stabilní
Interakce:	elektromagnetická síla

V částicové fyzice je foton (z řeckého φως, světlo) elementární částice, kterou popisujeme kvantum elektromagnetické energie. Bývá značenřeckým písmenem γ (gama).

Foton je částice zprostředkující elektromagnetickou interakci a řadí se tedy mezi tzv. intermediální částice.

Jeho studiem se zabývá kvantová elektrodynamika.

Obsah

[skrýt]

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Všechno elektromagnetické vlnění, od radiových vln po záření gama je kvantováno na fotony, jež popisuje vlnová délka, frekvence, energie ahybnost.

Životnost fotonu je nekonečná, ve smyslu nekonečného poločasu rozpadu. Foton je tedy stabilní částicí. Fotony mohou vznikat a zanikat přiinterakcích.

Částicové vlastnosti elektromagnetického záření se projevují především při vysokých frekvencích (tedy při vysokých energiích fotonů), v opačném případě převažují vlnové vlastnosti elektromagnetického záření, tzn. záření se projevuje jako vlna.

Elektrický náboj fotonu je nulový.

Foton má spin roven 1, jedná se tedy o boson.

Energie, hmotnost[editovat | editovat zdroj]

Foton existuje pouze v pohybu, přičemž se vždy (v souladu s postulátem speciální teorie relativity) pohybuje rychlostí světla ve vakuu. Má proto nulovou klidovou hmotnost. Důsledkem jeho neustálého pohybu je však nenulová energie, která je definovaná vztahem

$E = hf = {hc\over\lambda}$ ,

kde $h$ je Planckova konstanta, $f$ frekvence, $c$ je rychlost světla ve vakuu a $\lambda$ je vlnová délka.

Na základě relativistického vztahu ekvivalence energie a hmotnosti, tzn.

$E = m c^2$

lze fotonu přiřadit také určitou hmotnost (nejedná se však o klidovou hmotnost, která je nulová, ale o pohybovou hmotnost), projevující se setrvačnými i gravitačními vlastnostmi. Tato energie (a tedy i hmotnost) způsobuje, že na foton působí gravitace dle obecné teorie relativity a on sám gravitačně působí na okolí. Tyto jevy byly potvrzeny pozorováním (např. pozorovaným ohybem záření kolem kosmických těles).

Hybnost fotonu[editovat | editovat zdroj]

Pomocí relativistického vztahu pro energii pohybující se částice $E = \sqrt{m_0^2c^4+p^2c^2}$ a ze skutečnosti, že klidová hmotnost fotonu je nulová, tzn. $m_0=0$ , lze hybnost fotonu $p$ vyjádřit jako

$p = {E\over c} = {hf\over c} = {h\over\lambda}$ .

Přestože je klidová hmotnost fotonu nulová, můžeme určit jeho relativistickou hmotnost z předchozího vztahu. Pokud uvážíme, že $p=mc$ , dostaneme

$m = {hf\over c^2} = {h\over c\lambda}$

Vznik[editovat | editovat zdroj]

Fotony vznikají mnoha způsoby, například vyzářením při přechodu elektronu mezi orbitálními hladinami, či při anihilaci částic.

Speciální přístroje jako maser a laser mohou vytvořit koherentní svazek záření.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Wikislovník obsahuje slovníkovou definici slova foton.

Tento článek je příliš stručný nebo v něm chybí důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Bližší informace mohou být uvedeny na diskusní stránce.

[skrýt]Částice

Elementární částice

fermiony

kvarky	u · d · c · s · t · b

leptony	elektron · mion · tauon · neutrino

bosony

foton · gluon · bosony W a Z

hypotetické

superpartneři	gluino · gravitino · axino · chargino · higgsino · neutralino · sfermion

ostatní	axion · dilaton · graviton · Higgsův boson · majoron · tachyon · bosony X a Y · bosony W‘ a Z‘