fotoni on valohiukkanen, joka on pohjimmiltaan sähkömagneettisen säteilyn paketti. Fotonin energia riippuu sen taajuudesta (kuinka nopeasti Sähkökenttä ja magneettikenttä heiluvat). Mitä suurempi taajuus, sitä enemmän fotonilla on energiaa. Valonsäteessä on tietysti paljon fotoneja. Tämä tarkoittaa, että todella voimakas punainen valo (paljon fotoneja, joiden energia on hieman pienempi) voi kuljettaa enemmän tehoa tietylle alueelle kuin vähemmän voimakas sininen valo (vähemmän fotoneja, joilla on suurempi energia).
valonnopeus (c) tyhjiössä on vakio., Tämä tarkoittaa enemmän energinen (korkea taajuus) fotonit, kuten röntgen-ja gamma-säteet matkustaa täsmälleen samalla nopeudella kuin vähemmän energiaa (alhainen taajuus) fotonit, kuten infrapuna. Fotonin taajuuden noustessa aallonpituus () laskee, ja taajuuden laskiessa aallonpituus kasvaa. Yhtälö, joka koskee näitä kolmea määrää fotoneille on:.,
Koska aallonpituus ja taajuus määräytyvät toisiaan, yhtälö sisältämä energia fotonin voidaan kirjoittaa kahdella eri tavalla:
tai
- = fotonien energiaa
- = Planckin vakio (6.62606957(29)×10-34 J·s )
- = fotonin taajuus
- = fotonin aallonpituus
- = valon nopeus
Yksi omituisin löytöjä kvanttimekaniikka on, että valo ja muita pieniä hiukkasia, kuten fotonit, ovat joko aaltoja tai hiukkasia riippuen kokeen, joka mittaa niitä., Kun valo kulkee prisman läpi, ne leviävät aallonpituuden mukaan.
Päinvastoin, pommittaa metalli valon, ja se näyttää hiukkasen puolella sen luonto, jossa vain fotonit, jotka ovat enemmän kuin tietyn määrän energiaa vapauttaa elektroneja.
tämä fotosähköiseksi efektiksi kutsuttu kokeilu voitti Einsteinin Nobel-palkinnon. Fotonit, joilla ei ole tarpeeksi energiaa, voivat osua metalliin, mutta eivät silti koputa yhtään elektronia irti., Fotonit, jotka ylittävät kynnysarvon energiaa yleensä kolhi elektronit löysä, mutta koska fotonin energia on paljon suurempi kuin on tarpeen todennäköisyys, että se tulee ulos elektroni pienenee. Näin ollen violetin valon pieni kokonaisenergiasäde saattaa irrottaa elektroneja tietystä metallista,jossa suuren energian punainen säde ei poista yhtä. Koska jokaisella punaisen säteen fotonilla on pienempi energia, niitä on paljon enemmän. Tämä löytö johti fysiikan kvanttivallankumoukseen., Sekä klassinen fysiikka että intuitio päättelevät virheellisesti, että säteen kokonaisenergia olisi tärkein tekijä elektronien poistamisessa.
tämä ilmiö on tärkeä aurinkokennojen fysiikan kannalta.
lisätietoja fotonit käy hyperphysics fotonit ja hyperphysics quanta valoa.