foton je částice světla, která je v podstatě paketem elektromagnetického záření. Energie fotonu závisí na jeho frekvenci (jak rychle se otáčí elektrické pole a magnetické pole). Čím vyšší je frekvence, tím více energie má foton. Paprsek světla má samozřejmě mnoho fotonů. To znamená, že opravdu intenzivní červené světlo (množství fotonů, s mírně nižší energie) může nést více energie k dané oblasti, než méně intenzivní modré světlo (méně fotonů s vyšší energií).

rychlost světla (c) ve vakuu je konstantní., To znamená, že energičtější (vysokofrekvenční) fotony, jako jsou rentgenové paprsky a gama paprsky, cestují přesně stejnou rychlostí jako fotony s nižší energií (nízkou frekvencí), jako jsou fotony v infračerveném záření. Jak frekvence fotonu stoupá, vlnová délka () klesá a jak frekvence klesá, vlnová délka se zvyšuje. Rovnice, která se týká těchto tří veličin pro fotony je: .,

Protože vlnová délka a frekvence jsou určovány navzájem, rovnice pro energii obsažené ve fotonu lze zapsat dvěma různými způsoby:

nebo

  • = energie fotonu
  • = Planckova konstanta (6.62606957(29)×10-34 J·s )
  • = foton frekvenci
  • = foton, vlnová délka,
  • = rychlost světla.

Jeden z nejpodivnějších objevů kvantové mechaniky je, že světla a jiných malých částic, jako jsou fotony, jsou buď vlny, nebo částice v závislosti na experimentu, který je měří., Když světlo prochází hranolem, šíří se podle vlnové délky.

Naopak bombardují kov se světlem, a to se zobrazí částic straně jeho charakteru, kde pouze fotony, které mají více než určité množství energie uvolnit elektrony.

tento experiment, nazvaný fotoelektrický efekt, získal Einstein svou Nobelovu cenu. Fotony s nedostatečnou energií mohou zasáhnout kov, přesto nebudou klepat žádné elektrony volné., Fotony, které překračují prahovou energii, obvykle srazí elektrony, nicméně, protože energie fotonu se stává mnohem větší, než je nutné, pravděpodobnost, že vysune elektron, se snižuje. Nízký celkový energetický paprsek fialového světla tak může vysunout elektrony z určitého kovu, kde červený paprsek s vysokou energií nedokáže vysunout jeden. Vzhledem k tomu, že každý foton v červeném paprsku má nižší energii, existuje mnoho dalších. Tento objev vedl k kvantové revoluci ve fyzice., Klasická fyzika a intuice nesprávně dospěly k závěru, že celková energie paprsku by byla nejdůležitějším faktorem při vysouvání elektronů.

tento jev je důležitý pro fyziku fotovoltaických článků.

Chcete-li se dozvědět více o fotonech, navštivte hyperfyzické fotony a hyperfyziku kvanta světla.