С точки зрения классической квантовой механики фотону как квантовой частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм: он проявляет одновременно свойства частицы и волны.
В позитронно-электронной модели фотон (гамма-квант) образуется из полей позитрона и электрона и обладает только волновыми свойствами
Корпускулярными свойствами обладает гамма-частица, который образуется из корпускулярной части (области заряда) позитрона и электрона.
Если гамма-частица поглотит гамма-квант энергией больше 1,022 МэВ, то происходит процесс обратный аннигиляции — образование позитронно-электронных пар
Безмассовость: Фотон не имеет массы покоя. Это значит, что он всегда движется со скоростью света в вакууме (примерно 299 792 458 м/с).
Скорость: Всегда движется со скоростью света в вакууме. В среде скорость фотона может быть меньше скорости света в вакууме из-за взаимодействия с атомами среды.
Волновые свойства: Фотон имеет определенную длину волны (λ) и частоту (ν). Энергия и импульс фотона связаны с его длиной волны и частотой.
Энергия: Энергия фотона (E) определяется его частотой (ν) или длиной волны (λ) по формулам:
E = hν
E = hc/λ
где h – постоянная Планка (примерно 6.626 x 10-34 Дж·с), c – скорость света в вакууме.
Импульс: Импульс фотона (p) определяется его энергией и скоростью света:
p = E/c = hν/c = h/λ
Электрический заряд: Фотон не имеет электрического заряда.
Поляризация: Фотон может быть поляризован, то есть вектор его электрического поля колеблется в определенной плоскости (линейная поляризация) или вращается вокруг направления распространения (круговая поляризация).
Фотон может взаимодействовать с атомами и молекулами, вызывая поглощение, испускание, рассеяние света — фотоэффект.
Фотон может участвовать в создании пар частица-античастица (например, электрон-позитронная пара из гамма-частицы) при достаточно высокой энергии.
Фотон не взаимодействует с гравитацией напрямую (в классической физике), но гравитация возможно влияет на траекторию движения фотона (например, гравитационное линзирование).
Зрение: Свет, который мы видим, состоит из фотонов.
Фотосинтез: Растения используют фотоны для фотосинтеза.
Оптика: Фотоны лежат в основе работы линз, зеркал, оптических волокон и других оптических устройств.
Лазеры: Лазеры генерируют когерентные пучки фотонов.
Связь: Фотоны используются для передачи информации по оптоволоконным линиям связи.
Медицина: Фотоны используются в медицинских приборах для диагностики и лечения.
Научные исследования: Фотоны используются в различных научных исследованиях, например, в спектроскопии, микроскопии, астрономии.
Кратко говоря, фотон – это фундаментальная частица, которая играет ключевую роль в электромагнитном взаимодействии и во многих явлениях в природе и технике.