Фотон — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Фотону, как квантовой частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм, то есть, в зависимости от характера эксперимента он проявляет свойства частицы или волны.
Фотон не имеет массы покоя и способен существовать, только двигаясь со скоростью света. С точки зрения электродинамики фотон — это волновой пакет из согласованно колеблющихся электрического и магнитного полей. В соответствиии с законами квантовой физики фотон испускается и поглощается только целиком.
С точки зрения Стандартной модели элементарных частиц фотон является калибровочным бозоном. Виртуальные фотоны являются переносчиками электромагнитного взаимодействия, обеспечивая таким образом взаимодействие, например, между двумя электрическими зарядами.
Электрический заряд фотона равен нулю. Фотон может находиться в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. Этому свойству в классической электродинамике соответствует круговая правая и левая поляризация электромагнитной волны.
Энергия, переносимая фотоном, определяется частотой колебания электрического и магнитного полей в волновом пакете (или, что эквивалентно, длиной волны). Эта энергия может варьироваться в широком диапазоне. Шкала всех возможных энергий фотонов образует .
Взаимодействие фотонов с веществом зависит от их энергии. В частности, атомы каждого химического элемента имеют строго определённые резонансные частоты, на которых они излучают или поглощают свет. Это позволяет по электромагнитному спектру испущенного, поглощенного или рассеянного света делать выводы о составе и состоянии вещества, с которым взаимодействовал свет на своем пути от источника к прибору. Такой метод исследования вещества называется спектральным анализом.
Источники и ссылки: