Was ist ein Photon in der Physik?

Photonen sind ein "Bündel von Energie"

Ein Photon ist ein Lichtteilchen, das als diskretes Bündel (oder Quantum ) elektromagnetischer (oder Licht-) Energie definiert ist. Photonen sind immer in Bewegung und haben in einem Vakuum (einem völlig leeren Raum) eine konstante Lichtgeschwindigkeit zu allen Beobachtern. Photonen bewegen sich mit der Vakuumgeschwindigkeit des Lichts (üblicherweise nur Lichtgeschwindigkeit genannt) von c = 2.998 x 10 8 m / s.

Grundeigenschaften von Photonen

Nach der Photonentheorie des Lichts, Photonen:

Geschichte der Photonen

Der Begriff Photon wurde 1926 von Gilbert Lewis geprägt, obwohl das Konzept des Lichts in Form diskreter Teilchen schon seit Jahrhunderten existiert und in Newtons Konstruktion der Wissenschaft der Optik formalisiert wurde.

In den 1800er Jahren wurden jedoch die Welleneigenschaften von Licht (womit elektromagnetische Strahlung im Allgemeinen gemeint ist) deutlich sichtbar und Wissenschaftler hatten im Wesentlichen die Teilchentheorie des Lichts aus dem Fenster geworfen.

Erst als Albert Einstein den photoelektrischen Effekt erklärte und erkannte, dass Lichtenergie quantisiert werden musste, kehrte die Partikeltheorie zurück.

Welle-Teilchen-Dualität in Kürze

Wie oben erwähnt, hat Licht Eigenschaften sowohl einer Welle als auch eines Teilchens. Dies war eine erstaunliche Entdeckung und liegt sicherlich außerhalb des Bereichs, in dem wir normalerweise Dinge wahrnehmen.

Billardkugeln wirken als Partikel, während Ozeane als Wellen wirken. Photonen wirken die ganze Zeit sowohl als Welle als auch als Teilchen (obwohl es zwar üblich, aber grundsätzlich falsch ist, zu sagen, dass es "manchmal eine Welle und manchmal ein Teilchen" ist, je nachdem, welche Merkmale zu einem bestimmten Zeitpunkt offensichtlich sind).

Eine der Auswirkungen dieser Welle-Teilchen-Dualität (oder Teilchenwellen-Dualität ) ist, dass Photonen, obwohl sie als Teilchen behandelt werden, so berechnet werden können, dass sie Frequenz, Wellenlänge, Amplitude und andere der Wellenmechanik inhärente Eigenschaften aufweisen.

Fun Photon Fakten

Das Photon ist ein Elementarteilchen , obwohl es keine Masse hat. Es kann nicht von allein zerfallen, obwohl die Energie des Photons bei der Wechselwirkung mit anderen Teilchen übertragen werden kann (oder erzeugt werden kann). Photonen sind elektrisch neutral und gehören zu den seltenen Teilchen, die mit ihrem Antiteilchen, dem Antiphoton, identisch sind.

Photonen sind Spin-1-Teilchen (sie bilden Bosonen) mit einer Spinachse, die parallel zur Bewegungsrichtung ist (entweder vorwärts oder rückwärts, je nachdem, ob es sich um ein "linkes" oder "rechtes" Photon handelt). Diese Eigenschaft ermöglicht die Polarisation von Licht.