Фотон - элементарная частица,
квант электромагнитного излучения. Фотон не имеет массы покоя и существует только двигаясь со скоростью
света. Электрический заряд фотона равен нулю. Фотон может находиться только в
двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения
(спиральностью) ±1. Фотон не имеет античастицы.
Фотону как квантовой частице
свойственен корпускулярно-волновой дуализм, он проявляет одновременно свойства
частицы и волны. Фотоны обозначаются буквой γ, поэтому их часто называют
гамма-квантами (особенно фотоны высоких энергий).
Фотоны излучаются во многих
природных процессах, например, при движении электрического заряда с ускорением,
при переходе атома или ядра из возбуждённого состояния в состояние с меньшей
энергией, или при аннигиляции частицы и античастицы. При обратных процессах -
возбуждение атома, рождение электрон-позитронных пар - происходит поглощение
фотонов.
Если энергия фотона равна E , то
импульс связан с энергией соотношением E=c*p, где - скорость света (скорость, с которой в любой момент времени
движется фотон как безмассовая частица). Для сравнения, для частиц с ненулевой
массой покоя связь массы и импульса с энергией определяется формулой:
В вакууме энергия и импульс фотона зависят только от его частоты (или, что эквивалентно, от длины волны):
и, следовательно, величина
импульса есть:
; 
- волновой вектор Волновой вектор указывает направление движения фотона. Спин фотона не зависит от частоты.
Классические формулы для энергии
и импульса электромагнитного излучения могут быть получены исходя из
представлений о фотонах. К примеру, давление излучения осуществляется за счёт
передачи импульса фотонов телу при их поглощении. Действительно, давление - это
сила, действующая на единицу площади поверхности, а сила равна изменению
импульса, отнесённому ко времени этого
изменения.
В современной физике принято,
что каждая частица имеет античастицу, однако при аннигиляции протона и
антипротона полной аннигиляции не
происходит, вполне возможно, что аннигилировать могут только позитрон и
электрон с образованием фотона.
Поскольку электрон и позитрон
имеют разный заряд, то магнитные полюса при вращении в одну сторону находятся в
противоположных направлениях и соответственно притягиваются. Полностью
совмещенные электрон и протон образуют фотон.
 |
 |
 |
|
