**Fotón** (z gréckeho: φως (fos), svetlo) je vo fyzike elementárna častica, kvantum elektromagnetického poľa a základná "jednotka" svetla a všetkých ostatných foriem elektromagnetického žiarenia.

Fotón je jedným z kalibračných bozónov. Má nulovú pokojovú hmotnosť a šíri sa rýchlosťou svetla. Má aj časticové, aj vlnové vlastnosti, ale nie je ani vlnou, ani časticou. Fotóny sa pôvodne nazývali „kvantá energie".

Vlastnosti
----------

Všetko elektromagnetické vlnenie, od rádiových vĺn po gama žiarenie, je kvantované na fotóny, ktoré popisuje vlnová dĺžka, frekvencia, energia a hybnosť. Životnosť fotónu je nekonečná, v zmysle nekonečného polčasu rozpadu. Fotón je teda stabilná častica. Môže vznikať a zanikať pri interakciách. Fotón má spin 1 a jeho elektrický náboj je nulový. Vo vákuu sa všetky fotóny pohybujú rýchlosťou svetla *c*, ktorá je rovná 299 792 458 metrov za sekundu (m/s). Ako všetky elementárne častice, aj fotón sa riadi kvantovou mechanikou. Moderná koncepcia fotónu bola rozvinutá Albertom Einsteinom, ktorý vysvetlil experimentálne pozorovania, ktoré sa nezhodovali s klasickým vlnovým modelom svetla. Pozri fotoelektrický jav.

Časticové vlastnosti elektromagnetického žiarenia sa prejavujú predovšetkým pri vysokých frekvenciách (teda pri vysokých energiách fotónu), v opačnom prípade prevažujú vlnové vlastnosti elektromagnetického žiarenia, tzn. žiarenie sa prejavuje ako vlnenie.

### Energia, hmotnosť

Fotón existuje iba v pohybe, pričom sa vždy (v súlade s postulátom špeciálnej teórie relativity) pohybuje rýchlosťou svetla. Má preto nulovú pokojovú hmotnosť. Dôsledkom jeho neustáleho pohybu je však nenulová energia, ktorá je definovaná vzťahom:

{\displaystyle E=hf={hc \over \lambda }},

kde {\displaystyle h} je Planckova konštanta, {\displaystyle f} je frekvencia, {\displaystyle c} je rýchlosť svetla vo vákuu a {\displaystyle \lambda } je vlnová dĺžka.

Na základe relativistického vzťahu ekvivalencie energie a hmotnosti, tzn. {\displaystyle E=mc^{2}}, je možné fotónu priradiť tiež určitú hmotnosť (nejde však o pokojovú hmotnosť, ktorá je nulová, ale o pohybovú hmotnosť), ktorá sa prejavuje zotrvačnými a gravitačnými vlastnosťami. Táto energia (a teda aj hmotnosť) spôsobuje, že na fotón pôsobi gravitácia podľa všeobecnej teórie relativity a on sám gravitačne pôsobi na okolie. Tieto javy boli potvrdené pozorovaním (napr. pozorovanie ohybu žiarenia okolo kozmických telies).

### Hybnosť fotónu

Pomocou relativistického vzťahu pre energiu pohybujúcej sa častice {\displaystyle E={\sqrt {m\_{0}^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}}} a zo skutočnosti, že pokojová hmotnosť fotónu je nulová, tzn. {\displaystyle m\_{0}=0}, je možné hybnosť fotónu {\displaystyle p} vyjadriť nasledujúcim spôsobom:

{\displaystyle p={E \over c}={hf \over c}={h \over \lambda }}

Napriek tomu, že pokojová hmotnosť fotónu je nulová, môžeme určiť jeho relativistickú hmotnosť z predchádzajúceho vzťahu. Pokiaľ uvážime, že {\displaystyle p=mc}, platí:

{\displaystyle m={hf \over c^{2}}={h \over c\lambda }}

Vznik
-----

Fotóny vznikajú mnohými spôsobmi, napríklad vyžarovaním pri prechode elektrónu medzi orbitálnymi hladinami, či pri anihilácii častíc. Špeciálne prístroje ako maser a laser môžu vytvoriť koherentný zväzok žiarenia.

| * z
* d
* u
Fyzika častíc |
| --- |
| Fundamentálne | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Fermióny | 

|  |  |
| --- | --- |
| Kvarky | 
* Horný (kvark
* antikvark)
* Dolný (kvark
* antikvark)
* Pôvabný (kvark
* antikvark)
* Podivný (kvark
* antikvark)
* Vrchný (kvark
* antikvark)
* Spodný (kvark
* antikvark)

 |
| Leptóny | 
* Elektrón
* Pozitrón
* Mión
* Antimión
* Tauón
* Antitauón
* Elektrónové neutríno
* Elektrónové antineutríno
* Miónové neutríno
* Miónové antineutríno
* Tau neutríno
* Tau antineutríno

 |

 |
| Bozóny | 

|  |  |
| --- | --- |
| Kalibračné | 
* Fotón
* Gluón
* Bozón W a Z

 |
| Skalárny | 
* Higgsov bozón

 |

 |
| Ostatné | 
* Fadeev-Popovovi duchovia

 |
| Hypotetické | 

|  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Superpartneri | 

|  |  |
| --- | --- |
| Gauginos | 
* Gluino
* Gravitino
* Photino

 |
| Ostatné | 
* Higgsino
* Neutralino
* Chargino
* Axino
* Sfermión (Stop skvark)

 |

 |
| Ostatné | 
* Planckova častica
* Axion
* Dilaton
* Duálny gravitón
* Gravitón
* Leptokvark
* Majoron
* Majoranovský fermión
* Magnetický monopól
* Preon
* Sterilné neutríno
* Tachyón
* Bozóny W' a Z'
* Bozóny X a Y

 |

 |

 |
| Zložené častice | 

|  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Hadróny | 

|  |  |
| --- | --- |
| Baryóny / hyperóny | 
* Nukleón
	+ Protón
	+ Antiprotón
	+ Neutrón
	+ Antineutrón
* Baryón delta
* Baryón lambda
* Baryón sigma
* Baryón ksí
* Baryón omega

 |
| Mezóny / kvarkonia | 
* Pión
* Mezón ró
* Mezón éta
* Mezón fí
* Mezón J/psí
* Mezón omega
* Mezón ypsilon
* Kaón
* Mezón B
* Mezón D

 |
| Exotické hadróny | 
* Tetrakvark
* Pentakvark

 |

 |
| Ostatné | 
* Atómové jadro
* Atómy
* Exotické atómy
	+ Pozitrónium
	+ Miónium
	+ Tauónium
	+ Ónium
* Superatómy
* Molekuly

 |
| Hypotetické zložené častice | 

|  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 

|  |  |
| --- | --- |
| Hypotetické baryóny | 
* Hexakvark
* Skyrmión

 |
| Hypotetické mezóny | 
* Gluónium
* Mezón théta
* Mezón T

 |

 |
| Ostatné | 
* Mezónová molekula
* Pomerón
* Dikvarky

 |

 |

 |
| Kvázičastice | 
* Davydov solitón
* Dropletón
* Excitón
* Elektrónová diera
* Magnón
* Fonón
* Plazmarón
* Plazmón
* Polaritón
* Polarón
* Rotón
* Trión
* Orbitón

 |
| Zoznamy | 
* Baryóny
* Mezóny
* Častice
* Kvázičastice
* Časová os objavu častíc

 |
| Pozri aj | 
* Subatómová častica
* Štandardný model
* Častica
* Antičastica
* Jadrová fyzika
* Eightfold Way
	+ Kvarkový model
* Exotická hmota
* Relativistické častice
* Virtuálne častice
* Časticovo-vlnový dualizmus
* Farba

 |
| **Portál:Fyzika** |