fotonstrålar

Fotonstrålar är strålar av fotoner, kvanta av ljus och annan elektromagnetisk strålning. En fotonstråle består av många fotoner som färdas i samma riktning. Till skillnad från materiella partiklar har fotoner ingen restmassa och färdas i vakuum med ljusets hastighet, c. Varje foton har energi E = hf (h är Plancks konstant och f frekvensen) och momentum p = E/c. Dessa egenskaper gör fotonstrålar lämpliga att beskrivas både som vågor och som partiklar i kvantteori.

Fotonstrålar produceras av olika källor, bland annat termisk strålning från heta ytor, mekanismer som skapar laserstrålning med hög riktning och koherens, samt synkrotronstrålning. De kan vara monokromatiska eller bredbands och kan vara helt eller delvis polariserade. När de passerar genom material uppträder fenomen som absorption, reflektion, brytning och spridning; deras hastighet och spridning beror på materialets refraktiva index och optiska egenskaper.

Användningar av fotonstrålar är breda: kommunikation genom fiberoptik, medicinska och industriella behandlingar, imaging och spektroskopi, mätningar av temperatur och sammansättning, samt forskning i fundamental fysik. Studier av fotonstrålar leds av kvantteori och kvantoptik; fotoner uppvisar våg-partikel dualitet och polarization. Säkerhet: starka strålar kan skada ögon och vävnad; skydd enligt strålningens typ och intensitet behövs.