Foton: Różnice pomiędzy wersjami

'''Foton''' ([[język grecki|gr.]] φῶς – ''światło'', w dopełniaczu – φωτός, nazwa stworzona przez [[Gilbert Lewis|Gilberta N. Lewisa]]<ref>{{Cytuj|autor=Michio Kaku|tytuł=Kosmos Einsteina|data=2012|isbn=978-83-7839-114-2|miejsce=Warszawa|wydawca=Prószyński i S-ka|s=55}}</ref>) – [[cząstka elementarna]] z grupy [[Bozony|bozonów]], będąca nośnikiem [[oddziaływanie elektromagnetyczne|oddziaływań elektromagnetycznych]] ([[Bozony cechowania|bozon cechowania]]). Nie posiada [[ładunek elektryczny|ładunku elektrycznego]] ani [[Magnetyczny moment dipolowy|momentu magnetycznego]], jego [[masa spoczynkowa]] jest zerowa (''m''₀&nbsp;=&nbsp;0), a [[Spin (fizyka)|liczba spinowa]] ''s'' ma wartość 1. Wykazuje [[dualizm korpuskularno-falowy]], więc równocześnie ma cechy cząstki i [[Promieniowanie elektromagnetyczne|fali elektromagnetycznej]].

 

 

W zależności od [[Energia (fizyka)|energii]] fotonów, promieniowanie, na które się składają, ma inną nazwę. I tak mówi się (poczynając od najwyższej energii fotonu) o [[Promieniowanie gamma|promieniowaniu gamma]], [[Promieniowanie rentgenowskie|rentgenowskim]] (promieniowaniu X), [[Ultrafiolet|nadfiolecie]], [[światło widzialne|świetle widzialnym]], [[Podczerwień|podczerwieni]], [[Mikrofale|mikrofalach]], [[Fale radiowe|falach radiowych (promieniowaniu radiowym)]]. Jednak z [[Fizyka|fizycznego]] punktu widzenia wszystkie te rodzaje promieniowania mają jednakową naturę.

Aż niemal do końca XVII wieku większość teorii zakładała, że światło składa się z cząstek. Ponieważ model cząsteczkowy nie może łatwo wyjaśnić [[Refrakcja|załamania]], [[Dyfrakcja|dyfrakcji]] i [[dwójłomność|dwójłomności]], powstały teorie o falowej naturze światła, zaproponowane przez [[René Descartes|Kartezjusza]] (1637), [[Robert Hooke|Roberta Hooke’a]] (1665) oraz [[Christiaan Huygens|Christiaana Huygensa]] (1678). Pomimo to wciąż dominowały modele cząsteczkowe, głównie z powodu wpływu [[Isaac Newton|Isaaca Newtona]]. Na początku dziewiętnastego wieku [[Thomas Young]] i [[Augustin Jean Fresnel|Augustin-Jean Fresnel]] zademonstrowali dyfrakcję oraz [[Interferencja|interferencję]] światła i od 1850 roku modele falowe zostały powszechnie zaakceptowane. W 1865 roku [[James Clerk Maxwell]] wysunął przypuszczenie, że światło jest falą elektromagnetyczną. Hipoteza ta została potwierdzona eksperymentalnie w 1889 roku przez [[Heinrich Hertz|Heinricha Hertza]], który odkrył [[Radio|fale radiowe]]. To ostatecznie zadecydowało o odrzuceniu cząsteczkowego modelu światła.

 

 

[[Równania Maxwella|Teoria falowa Maxwella]] nie wyjaśnia jednak wszystkich własności światła. Teoria ta przewiduje, że energia fali świetlnej zależy wyłącznie od jej natężenia i nie ma związku z jej [[częstotliwość|częstotliwością]]. Pomimo to szereg różnych, niezależnych eksperymentów pokazuje, że energia przekazywana atomom przez światło zależy wyłącznie od częstotliwości światła, a nie od jego natężenia. Na przykład [[Fotochemia|niektóre reakcje chemiczne]] są wyzwalane tylko przez światło o częstotliwości wyższej od pewnej wartości progowej, a światło o częstotliwości niższej od progowej, bez względu na jego natężenie, nie zapoczątkuje reakcji. Podobnie elektrony mogą zostać wybite z metalowej płytki przez oświetlanie jej światłem o wystarczająco wysokiej częstotliwości ([[efekt fotoelektryczny]]), a maksymalna energia wybitych elektronów zależy jedynie od częstotliwości światła.