Фотоны, энергия, масса и импульс фотона - Квантовая физика

Чтобы объяснить распределение энергии в спектре теплового излучения Планк допустил, что электромагнитные волны испускаются порциями (квантами). Эйнштейн в 1905 г. пришел к выводу, что излучение не только испускается, но и распространяется и поглощается в виде квантов. Этот вывод позволил объяснить все экспериментальные факты (фотоэффект, эффект Комптона, и др.), которые не могла объяснить классическая электродинамика, исходившая из волновых представлений о свойствах излучения.

Таким образом, распространение света следует рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных частиц, движущихся со скоростью с распространения света в вакууме. Впоследствии (в 1926г.) эти частицы получили название фотонов. Фотоны обладают всеми свойствами частицы (корпускулы).

ε=hv= , (1)

где h=6.6×10-34 Дж×с – постоянная Планка, =h/2π=1.055×10-34 Дж×с также постоянная Планка, ω=2πv - круговая частота.

В механике есть имеющая размерность "энергиявремя" величина, которая называется действием. Потому постоянную Планка иногда называют квантом действия. Размерность , совпадает, например, с размерностью момента импульса (L=r mv).

Как следует из (1) энергия фотона увеличивается с ростом частоты (или с уменьшением длины волны), и, например, фотон фиолетового света (λ=0.38мкм) имеет большую энергию, чем фотон красного света (λ=0.77 мкм).

Фотон – безмассовая частица, т.е. для него

. ... остальная часть текста, формулы, таблицы, изображения скрыты