Фотоны. Энергия и импульс фотона.

Фотон (γ) — является элементарной частицей, квантом электромагнитного излучения.

Испуская и поглощая свет, ведет себя на подобии потока частиц с энергией, которая зависит от частоты v:

E = hv,

где h — является постоянной Планка.

Эти свойства света назвали корпускулярными, а саму частицу назвали фотоном.

Энергию фотона зачастую выражают через циклическую частоту ω = 2kv, используя вместо h величину ћ (читается как «аш с чертой»), которая равна ћ = h/2π. Значит, энергию фотона можно выразить так:

Е = hv= ћω.

Исходя из теории относительности, энергия связана с массой соотношением Е = mс². Так как энергия фотона равняется hv, значит, его релятивистская масса m_p равняется:

.

Фотон не имеет массы покоя m, то есть он не существует в состоянии покоя и при рождении сразу обладает скоростью с. Масса, которая определяется при помощи формулы , является массой движущегося фотона. Располагая значениями массы и скорости фотона, можно определить импульс фотона:

.

Импульс фотона направлен по световому лучу. Чем больше частота, тем больше энергия и им­пульс фотона и тем четче выражены корпускулярные свойства света. Энергия фотонов зе­леного света составляет 4 • 10 ^-19 Дж. Тем не менее, в своих опытах С. И. Вавилов установил, что человеческий глаз (который является тончайшим из оптических приборов) чувствует освещен­ность, вызванную единицами квантов.