Foton

Fotonnyaéta partikel éleménter dina fénomenaéléktromagnétik. Biasana foton dianggap minangka nu mawa radiasi éléktromagnétik, kawascahaya,gelombang radio, sartaSinar X. Foton béda jeungpartikel éleménterséjénna kawaséléktronjeungquark, alatan manéhna henteu bogamassasarta dinarohangan hapafoton sok usik kalawan laju cahya,c. Foton mibanda sipatgelombangogépartikel("dualisme gelombang-partikel").
Minangka gelombang, hiji foton tunggal sumebar di sakumna rohang sarta némbongkeun fénomena gelombang kawasréfraksiku lénsa sarta interférensi déstruktif sabot gelombang kapantulkeun silih musnahkeun.
Minangka partikel, foton ngan bisa interaksi jeung materi ku cara mindahkeun énergi sajumlah:
di manahnyaéta konstanta Planck,cnyaéta laju cahya, sarta \lambda nyaéta panjang gelombangna.
Sajaba énergi, partikel foton ogé mawa moméntum sarta mibanda polarisasi. Foton nurut kana hukummékanika kuantum, anu hartina mindeng diménsi-diménsi kasebut henteu bisa diukur kalawan taliti. Biasana diménsi-diménsi kasebut didéfinisikeun minangka probabilitas pangukur polarisasi, perenah (posisi), atawa moméntum nu tangtu.
Contona, sanajan hiji foton bisa ngaéksitasi hijimolekulnu tangtu, mindeng mustahil pikeun norah saméméhna molekul mana anu baris kaéksitasi.
Gambaran foton minangka nu mawaradiasi éléktromagnétikilahar dipaké ku para fisikawan. Tapi dinafisika téoritishiji foton bisa dianggap minangka médiator pikin sagala rupa interaksi éléktromagnétik, kawasmédan magnétsarta gaya tolak-tolakan antara muatan sajinis.
Konsép modéren foton dimekarkeun sacaraberangsur-angsurantara 1905-1917 kuAlbert Einstein(de)Einstein, A(1905). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt (trans. A Heuristic Modél of the Creation and Transformation of Light)".Annalen der Physik17:  132–148..Tarjamahan Basa Inggrissadia diWikisource.(de)Einstein, A(1909). "Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung (trans. The Development of Our Views on the Composition and Essence of Radiation)".Physikalische Zeitschrift10:  817–825..Tarjamahan Basa Inggrissadia tiWikisource.(de)Einstein, A(1916a). "Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie".Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft18:  318.(de)Einstein, A(1916b). "Zur Quantentheorie der Strahlung".Mitteilungen der Physikalischen Geselschaft zu Zürich16:  47.ogéPhysikalische Zeitschrift,18, 121–128 (1917). pikeun ngécéskeun pengimeutan ékspériméntal anu henteu nyumponan modél klasik pikeun cahaya. Modél foton hususna merhitungkeun gumantungna énergi cahaya kana frékuénsi, sarta ngécéskeun kamampuhmaterisarta radiasi éléktromagnétik pikeun aya dinakasaimbangan termal. Fisikawan séjén mecakan ngécéskeun anomali pangimeutan ieu kumodél semiklasik, anu masih ngagunakeunpersamaan Maxwellpikeun ngagambarkeun cahaya. Tapi dina modél ieu objék material anu mancarkeun sarta nyerep cahaya nu dikuantisasi. Sanajan modél-modél semiklasik ieu milu nyumbang dina mekarnamékanika kuantum, percobaan-percobaan satuluyna ngabuktikeunhipotésisEinstein yéncahaya éta sorangananu kakuantisasi. Kuantum cahaya nyaétafoton.
Konsép foton geus mawa kamajuan dina fisika téoretis sarta ékspériméntal, kawaslaser,kondénsasi Bose-einstein,téori médan kuantum, sarta interprétasi probabilistik ti mékanika kuantum. Nurutkeun modél standar fisika partikel, foton tanggung jawab dina mroduksi kabéh médan listrik sartamédan magnét.
Konsép foton dilarapkeun dina réa widang kawasfotokimia, mikroskopi résolusi luhur, sarta pangukuran jarak molekulér. Anyar-anyar ieu foton diulik minangka unsurkomputer kuantumsarta pikeun aplikasi canggih dina komunikasi optik kawaskriptografi kuantum
Foton mimitina dingaranankuantum cahaya(das Lichtquant) kuAlbert Einstein. Ngaran modéren "photon" asalna tina kecapBasa Yunanipikeun cahayaφῶς, nu ditransliterasikeun jadiphôs, sarta munggaran dipaké ku kimiawan fisikGilbert N. Lewis, anu medar téori spékulatifLewis, GN(1926). "The conservation of photons".Nature118:  874–875.anu nyarita: foton "henteu bisa diciptakeun atawa dibinasakeun". Sanajan téori Lewis ieu henteu bisa ditarima alatan teu saluyu jeung hasil réa percobaan, ngaran anyarna ieu,photon, gancang dipaké ku lolobana fisikawan.Isaac AsimovnyebutkeunArthur Comptonminangka jelema anu munggaran ngadéfinisikeun kuantum cahaya minangka foton dina taun 1927 [Isaac Asimov (1966).The Neutrino, Ghost Particle of the Atom. Doubleday.Isaac Asimov (1968).The Universe From Flat Earth To Quasar. Avon Books.
Dina fisika, foton biasana dilambangkan ku γ, abjad Yunanigamma. Simbol ieu jigana asalna tinasinar gamma, anu kapanggih sarta dingaranan kuVillardVillard, P(1900). "Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium".Comptes Rendus130:  1010–1012.(Basa Perancis)Villard, P(1900). "Sur le rayonnement du radium".Comptes Rendus130:  1178–1179.(Basa Perancis), sarta dibuktikeun minangka salah sahiji wangunradiasi éléktromagnétikdina taun 1914 kuErnest RutherfordjeungEdward AndradeRutherford, E;Andrade ENC(1914). "The Wavelength of the Soft Gamma Rays from Radium B".Philosophical Magazine27:  854–868.
Dina élmukimiajeungrékayasa optik, foton biasana dilambangkan ku hν{\displaystyle \nu }, énergi foton, h nyaétakonstanta Plancksarta abjad Yunaniν{\displaystyle \nu }nyaétafrékuénsifoton. Rada arang kapanggih nyaéta foton dilambangkeun kuhf,fdi dieu ngalambangkeun frékuénsi.
Foton henteu bogamassa. Massa foton dipercaya persis enol, didasarkeun kana alesan-alesan téoritis sarta ékspériméntal. Sawaréh sumber ogé ngarujuk kana konsépmassa rélativistik, anu mangrupa énergi anu diukur dinahijianmassa. Pikeun foton kalawanpanjang gelombangλ atawa énergiE, ieu téh h/λc atawa E/c. Pamakéan istilah massa kawas ieu henteu deui ilahar dina pustaka ilmiah. Foton henteu mibandamuatan listrikKobychev, V V; Popov, S B (2005). "Constraints on the photon charge from observations of extragalactic sources".Astronomy Letters31:  147–151.doi:10.1134/1.1883345., sarta henteu murudul sacara spontan dinarohangan hapa. Hiji foton mibanda dua kaayaan polarisasi anu dimungkinkan, sarta bisa digambarkeun ku tilu paraméter: komponén-komponénvéktor gelombang, anu nangtukeun panjang gelombangna (λ{\displaystyle \lambda }) sarta arah rambatanana. Foton nyaéta "boson gaugepikeunéléktromagnétisme, sarta ku sabab éta kabéh bilangan kuantum séjénna kawasbilangan lepton,bilangan baryon, jeungstrangenessboga harga nu persis enol.
Foton dipancarkeun dina réa prosés alamiah, contona sabot muatan digancangkeunlajuna, waktu transisi molekulér, atomik atawa nuklir, ka tingkat énergi anu leuwih handap, atawa sabot hiji partikel jeungantipartikeltabrakan sarta silih musnahkeun. Fonton diserep dina prosés kalayan waktu mundur (time-reversed) anu patula-patali jeung anu geus disebut di luhur: contona dina produksi pasangan partikel-antipartikel, atawa dina transisi molekulér, atomik atawa nuklir, ka tingkat énergi anu leuwih luhur.
Dina rohangan hapa, foton usik kalawan laju c (laju cahaya). Énergina E sartamoméntumnap dihubungkan ku persamaanE=pc{\displaystyle E=pc}, di mana p mangrupa harga moméntum. Minangka babandingan, persamaan nu patali jeung massa m nyaétaE2=c2p2+m2c4{\displaystyle E^{2}=c^{2}p^{2}+m^{2}c^{4}}, luyu jeungtéori rélativitas husus.