Multimediaexpo.cz je již 18 let na českém internetu !!
Foton
Z Multimediaexpo.cz
(+ Výrazné vylepšení) |
m (Nahrazení textu „</math>“ textem „\)</big>“) |
||
| (Nejsou zobrazeny 3 mezilehlé verze.) | |||
| Řádka 1: | Řádka 1: | ||
| - | + | [[Soubor:Military laser experiment.jpg|thumb|240px|Fotony emitované v podobě laseru.<br /><br />Klidová hmotnost: 0 eV/c<sup>2</sup><br />Elektrický náboj: 0 e<br />Spin: 1<br />Střední doba života: stabilní<br />Interakce: elektromagnetická síla]] | |
| + | V [[Fyzika částic|částicové fyzice]] je '''foton''' (z [[řečtina|řeckého]] φως, světlo) [[elementární částice]], kterou popisujeme [[kvantum]] [[elektromagnetické pole|elektromagnetické]] [[energie]]. Bývá značen [[řecká abeceda|řeckým písmenem]] [[gama|γ (gama)]]. | ||
| - | {{FlickrTag|Photon}} | + | Foton je částice zprostředkující [[elektromagnetická interakce|elektromagnetickou interakci]] a řadí se tedy mezi tzv. [[intermediální částice]]. |
| + | |||
| + | Jeho studiem se zabývá [[kvantová elektrodynamika]]. | ||
| + | |||
| + | == Vlastnosti == | ||
| + | Všechno [[elektromagnetické vlnění]], od [[radiové vlny|radiových vln]] po [[Gama záření|záření gama]] je kvantováno na fotony, jež popisuje [[vlnová délka]], [[frekvence]], [[energie]] a [[hybnost]]. | ||
| + | |||
| + | Životnost fotonu je [[nekonečno|nekonečná]], ve smyslu nekonečného [[poločas rozpadu|poločasu rozpadu]]. Foton je tedy [[stabilní částice|stabilní částicí]]. Fotony mohou vznikat a zanikat při [[interakce|interakcích]]. | ||
| + | |||
| + | [[částice|Částicové]] vlastnosti [[elektromagnetické záření|elektromagnetického záření]] se projevují především při vysokých [[frekvence|frekvencích]] (tedy při vysokých energiích fotonů), v opačném případě převažují [[vlnění|vlnové]] vlastnosti elektromagnetického záření, tzn. záření se projevuje jako vlna. | ||
| + | |||
| + | [[Elektrický náboj]] fotonu je [[nula|nulový]]. | ||
| + | |||
| + | Foton má [[spin]] roven 1, jedná se tedy o [[boson]]. | ||
| + | |||
| + | === Energie, hmotnost === | ||
| + | Foton existuje pouze v [[pohyb]]u, přičemž se vždy (v souladu s [[Postulát|postulátem]] [[speciální teorie relativity]]) pohybuje [[rychlost světla|rychlostí světla ve vakuu]]. Má proto [[nula|nulovou]] [[klidová hmotnost|klidovou hmotnost]]. Důsledkem jeho neustálého pohybu je však nenulová [[energie]], která je definovaná vztahem | ||
| + | :<big>\(E = hf = {hc\over\lambda}\)</big>, | ||
| + | kde <big>\(h\)</big> je [[Planckova konstanta]], <big>\(f\)</big> [[frekvence]], <big>\(c\)</big> je rychlost světla ve vakuu a <big>\(\lambda\)</big> je [[vlnová délka]]. | ||
| + | |||
| + | Na základě [[teorie relativity|relativistického]] vztahu ekvivalence energie a [[hmotnost]]i, tzn. | ||
| + | :<big>\(E = m c^2\)</big> | ||
| + | lze fotonu přiřadit také určitou hmotnost (nejedná se však o klidovou hmotnost, která je nulová, ale o pohybovou hmotnost), projevující se [[setrvačná hmotnost|setrvačnými]] i gravitačními vlastnostmi. Tato energie (a tedy i hmotnost) způsobuje, že na foton působí [[gravitace]] dle [[obecná teorie relativity|obecné teorie relativity]] a on sám gravitačně působí na okolí. Tyto jevy byly potvrzeny pozorováním (např. pozorovaným ohybem záření kolem kosmických těles). | ||
| + | |||
| + | === Hybnost fotonu === | ||
| + | Pomocí [[teorie relativity|relativistického]] vztahu pro [[energie|energii]] pohybující se [[částice]] <big>\(E = \sqrt{m_0^2c^4+p^2c^2}\)</big> a ze skutečnosti, že klidová hmotnost fotonu je nulová, tzn. <big>\(m_0=0\)</big>, lze [[hybnost]] fotonu <big>\(p\)</big> vyjádřit jako | ||
| + | :<big>\(p = {E\over c} = {hf\over c} = {h\over\lambda}\)</big>. | ||
| + | |||
| + | Přestože je klidová hmotnost fotonu nulová, můžeme určit jeho relativistickou hmotnost z předchozího vztahu. Pokud uvážíme, že <big>\(p=mc\)</big>, dostaneme | ||
| + | :<big>\(m = {hf\over c^2} = {h\over c\lambda}\)</big> | ||
| + | |||
| + | == Vznik == | ||
| + | Fotony vznikají mnoha způsoby, například vyzářením při přechodu [[elektron]]u mezi orbitálními hladinami, či při [[anihilace|anihilaci]] částic. | ||
| + | |||
| + | Speciální přístroje jako [[maser]] a [[laser]] mohou vytvořit [[koherentní záření|koherentní svazek záření]]. | ||
| + | |||
| + | == Související články == | ||
| + | * [[Elektromagnetická interakce]] | ||
| + | * [[Elementární částice]] | ||
| + | * [[Intermediální částice]] | ||
| + | |||
| + | == Externí odkazy == | ||
| + | |||
| + | |||
| + | {{FlickrTag|Photon}}{{Článek z Wikipedie}} | ||
[[Kategorie:Elementární částice]] | [[Kategorie:Elementární částice]] | ||
Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:51
Klidová hmotnost: 0 eV/c2
Elektrický náboj: 0 e
Spin: 1
Střední doba života: stabilní
Interakce: elektromagnetická síla
V částicové fyzice je foton (z řeckého φως, světlo) elementární částice, kterou popisujeme kvantum elektromagnetické energie. Bývá značen řeckým písmenem γ (gama).
Foton je částice zprostředkující elektromagnetickou interakci a řadí se tedy mezi tzv. intermediální částice.
Jeho studiem se zabývá kvantová elektrodynamika.
Obsah |
Vlastnosti
Všechno elektromagnetické vlnění, od radiových vln po záření gama je kvantováno na fotony, jež popisuje vlnová délka, frekvence, energie a hybnost.
Životnost fotonu je nekonečná, ve smyslu nekonečného poločasu rozpadu. Foton je tedy stabilní částicí. Fotony mohou vznikat a zanikat při interakcích.
Částicové vlastnosti elektromagnetického záření se projevují především při vysokých frekvencích (tedy při vysokých energiích fotonů), v opačném případě převažují vlnové vlastnosti elektromagnetického záření, tzn. záření se projevuje jako vlna.
Elektrický náboj fotonu je nulový.
Foton má spin roven 1, jedná se tedy o boson.
Energie, hmotnost
Foton existuje pouze v pohybu, přičemž se vždy (v souladu s postulátem speciální teorie relativity) pohybuje rychlostí světla ve vakuu. Má proto nulovou klidovou hmotnost. Důsledkem jeho neustálého pohybu je však nenulová energie, která je definovaná vztahem
- \(E = hf = {hc\over\lambda}\),
kde \(h\) je Planckova konstanta, \(f\) frekvence, \(c\) je rychlost světla ve vakuu a \(\lambda\) je vlnová délka.
Na základě relativistického vztahu ekvivalence energie a hmotnosti, tzn.
- \(E = m c^2\)
lze fotonu přiřadit také určitou hmotnost (nejedná se však o klidovou hmotnost, která je nulová, ale o pohybovou hmotnost), projevující se setrvačnými i gravitačními vlastnostmi. Tato energie (a tedy i hmotnost) způsobuje, že na foton působí gravitace dle obecné teorie relativity a on sám gravitačně působí na okolí. Tyto jevy byly potvrzeny pozorováním (např. pozorovaným ohybem záření kolem kosmických těles).
Hybnost fotonu
Pomocí relativistického vztahu pro energii pohybující se částice \(E = \sqrt{m_0^2c^4+p^2c^2}\) a ze skutečnosti, že klidová hmotnost fotonu je nulová, tzn. \(m_0=0\), lze hybnost fotonu \(p\) vyjádřit jako
- \(p = {E\over c} = {hf\over c} = {h\over\lambda}\).
Přestože je klidová hmotnost fotonu nulová, můžeme určit jeho relativistickou hmotnost z předchozího vztahu. Pokud uvážíme, že \(p=mc\), dostaneme
- \(m = {hf\over c^2} = {h\over c\lambda}\)
Vznik
Fotony vznikají mnoha způsoby, například vyzářením při přechodu elektronu mezi orbitálními hladinami, či při anihilaci částic.
Speciální přístroje jako maser a laser mohou vytvořit koherentní svazek záření.
Související články
Externí odkazy
|
| Náklady na energie a provoz naší encyklopedie prudce vzrostly. Potřebujeme vaši podporu... Kolik ?? To je na Vás. Náš FIO účet — 2500575897 / 2010 |
|---|
| Informace o článku.
Článek je převzat z Wikipedie, otevřené encyklopedie, do které přispívají dobrovolníci z celého světa. |