fotonilor

Fotoni (sing. foton) sunt particule elementare care reprezintă cuantele câmpului electromagnetic. Sunt bosoni de spin 1 și se deplasează cu viteza luminii în vid. În mecanica cuantică, fotonii au energie și impuls, dar nu au masă de repaus. Energia lor este E = hν = hc/λ, iar impulsul este p = E/c = h/λ.

Fotoni sunt quanta ai câmpului electromagnetic; pot fi creați sau absorbiți în interacțiunile cu materia. Interacțiunile fotonilor cu particule încărcate sunt descrise de electrodinamica cuantică (QED). Prin efecte precum efectul Compton sau dispersia Rayleigh, fotonii transferă energie și impuls; în general, interacționează slab cu mediul.

Fotonii au masă zero, nu au un sistem de repaus și se propagă cu viteza c în vid. Au două stări de polarizare, corespunzătoare helicităților +1 și -1.

Spectrumul electromagnetic cuprinde fotoni de la radio la gamma. Surse naturale includ lumina stelelor, radiația de fond cosmic și lumina solară; surse artificiale includ lasere, LED-uri și lămpi. Emisia este descrisă în parte de radiația corpului negru.

Fotoni au multiple aplicații: comunicații prin fibre optice, imagistică, spectroscopie și energie solară prin conversie fotovoltaică. În cercetare, fotonii permit studii de interferență, control cuantic și dezvoltarea tehnologiilor optice avansate.

Istoria ideii este legată de Planck (1900) și Einstein (1905) cu efectul fotoelectric; dezvoltările în electrodinamica cuantică au consolidat înțelegerea fotonilor ca purtători ai forței electromagnetice.