Foton

Z Multimediaexpo.cz

(Rozdíly mezi verzemi)

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:51

Fotony emitované v podobě laseru.

Klidová hmotnost: 0 eV/c²
Elektrický náboj: 0 e
Spin: 1
Střední doba života: stabilní
Interakce: elektromagnetická síla

V částicové fyzice je foton (z řeckého φως, světlo) elementární částice, kterou popisujeme kvantum elektromagnetické energie. Bývá značen řeckým 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]

1 Vlastnosti
- 1.1 Energie, hmotnost
- 1.2 Hybnost fotonu
2 Vznik
3 Související články
4 Externí odkazy

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. Foton je tedy stabilní částicí. Fotony mohou vznikat a zanikat při interakcích.

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

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 = h f = \frac{h c}{λ}

,

kde $h$ je Planckova konstanta, $f$ frekvence, $c$ je rychlost světla ve vakuu a $λ$ 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

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

p = \frac{E}{c} = \frac{h f}{c} = \frac{h}{λ}

.

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

m = \frac{h f}{c^{2}} = \frac{h}{c λ}

Vznik

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

Externí odkazy

Flickr.com nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Foton

[zobrazit] Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010
Informace o článku. Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. Tento text je dostupný za podmínek Creative Commons 3.0 Unported – creativecommons.org. Originální článek na české Wikipedii

@@ Řádka 19: / Řádka 19: @@
 === Energie, hmotnost ===
 Foton existuje pouze v [[pohyb]]u, přičemž se vždy (v souladu s [[Postulát|postulátem]] [[speciální teorie relativity]]) pohybuje [[rychlost světla|rychlostí světla ve vakuu]]. Má proto [[nula|nulovou]] [[klidová hmotnost|klidovou hmotnost]]. Důsledkem jeho neustálého pohybu je však nenulová [[energie]], která je definovaná vztahem
-:<big>\(E = hf = {hc\over\lambda}</math>,
+:<big>\(E = hf = {hc\over\lambda}\)</big>,
-kde <big>\(h</math> je [[Planckova konstanta]], <big>\(f</math> [[frekvence]], <big>\(c</math> je rychlost světla ve vakuu a <big>\(\lambda</math> je [[vlnová délka]].
+kde <big>\(h\)</big> je [[Planckova konstanta]], <big>\(f\)</big> [[frekvence]], <big>\(c\)</big> je rychlost světla ve vakuu a <big>\(\lambda\)</big> je [[vlnová délka]].
 Na základě [[teorie relativity|relativistického]] vztahu ekvivalence energie a [[hmotnost]]i, tzn.
-:<big>\(E = m c^2</math>
+:<big>\(E = m c^2\)</big>
 lze fotonu přiřadit také určitou hmotnost (nejedná se však o klidovou hmotnost, která je nulová, ale o pohybovou hmotnost), projevující se [[setrvačná hmotnost|setrvačnými]] i gravitačními vlastnostmi. Tato energie (a tedy i hmotnost) způsobuje, že na foton působí [[gravitace]] dle [[obecná teorie relativity|obecné teorie relativity]] a on sám gravitačně působí na okolí. Tyto jevy byly potvrzeny pozorováním (např. pozorovaným ohybem záření kolem kosmických těles).
 === Hybnost fotonu ===
-Pomocí [[teorie relativity|relativistického]] vztahu pro [[energie|energii]] pohybující se [[částice]] <big>\(E = \sqrt{m_0^2c^4+p^2c^2}</math> a ze skutečnosti, že klidová hmotnost fotonu je nulová, tzn. <big>\(m_0=0</math>, lze [[hybnost]] fotonu <big>\(p</math> vyjádřit jako
+Pomocí [[teorie relativity|relativistického]] vztahu pro [[energie|energii]] pohybující se [[částice]] <big>\(E = \sqrt{m_0^2c^4+p^2c^2}\)</big> a ze skutečnosti, že klidová hmotnost fotonu je nulová, tzn. <big>\(m_0=0\)</big>, lze [[hybnost]] fotonu <big>\(p\)</big> vyjádřit jako
-:<big>\(p = {E\over c} = {hf\over c} = {h\over\lambda}</math>.
+:<big>\(p = {E\over c} = {hf\over c} = {h\over\lambda}\)</big>.
-Přestože je klidová hmotnost fotonu nulová, můžeme určit jeho relativistickou hmotnost z předchozího vztahu. Pokud uvážíme, že <big>\(p=mc</math>, dostaneme
+Přestože je klidová hmotnost fotonu nulová, můžeme určit jeho relativistickou hmotnost z předchozího vztahu. Pokud uvážíme, že <big>\(p=mc\)</big>, dostaneme
-:<big>\(m = {hf\over c^2} = {h\over c\lambda}</math>
+:<big>\(m = {hf\over c^2} = {h\over c\lambda}\)</big>
 == Vznik ==