¿Qué son los fotones?

Los fotones son básicamente partículas de luz. La idea de la luz como una corriente de partículas fue establecida por primera vez por Newton, pero fue replanteada por Max Plank. Pensó que la luz estaba formada por pequeños paquetes de energía llamados “quanta”. Esta teoría fue probada por Albert Einstein cuando estableció el efecto fotoeléctrico en el que disparó una corriente de partículas de luz a una pieza de metal. La energía en la luz desplaza a los electrones y crea un flujo de partículas que salen de la superficie del metal. (Este es el principal en el que se basan los paneles solares). Más tarde descubrió que cuando aumentas la intensidad de la luz, los electrones no se desprendían más rápido, descubrió que solo había más de ellos. Esto prueba que cada paquete de energía corresponde a un número constante de electrones. Estas teorías fueron desafiadas por teorías preexistentes de que la luz es una onda. Esto fue pensado para ser probado por el experimento de la raja de Young. El experimento de interferencia de Young. Básicamente, esto mostró que las ondas de luz interfieren entre sí y crean patrones de interferencia, si se disparan a través de dos rendijas. La gente ahora cree que la luz puede considerarse como una onda y una partícula. Esto se conoce como dualidad onda-partícula y es un concepto básico en mecánica cuántica. Algunos otros hechos únicos acerca de los fotones son que son bosones (partículas portadoras de fuerza). Se cree que estos fotones son los portadores de la fuerza electromagnética, una de las cuatro fuerzas fundamentales. Los fotones tienen el giro 1 y no tienen masa y, sin embargo, interactúan con los campos gravitatorios, lo cual es muy interesante, pero se puede describir como una extensión de las ecuaciones de Einstein que se basan en la frecuencia de la partícula. La energía de estas partículas también se puede describir mediante esta ecuación:

[math] E = \ nu \ hbar [/ math]

En conclusión, los fotones son partículas extremadamente interesantes que hemos estado tratando de entender durante más de un siglo y estoy seguro de que habrá más descubrimientos interesantes por venir.

Un fotón es una unidad cuántica (partícula) sin dimensiones, sin masa y sin carga, con un campo electromagnético oscilante (ondas) que se mueve a lo largo de una geodésica en el espacio-tiempo con velocidad constante ( c ) y energía finita (E) . La energía del fotón es directamente proporcional a la frecuencia ( f ) o inversamente proporcional a la longitud de onda ( λ ) de la onda electromagnética, es decir, E = hf o E = hc / λ , donde h es la constante de Planck.

Los fotones (también conocidos como ondas electromagnéticas o radiación ) se producen cuando las partículas cargadas se aceleran (por ejemplo, “mover” un electrón hacia adelante y hacia atrás generará fotones) o cuando ciertas partículas interactúan entre sí (por ejemplo, cuando un electrón y un positrón “chocan”) aniquilar “y dos fotones son” creados “). Una vez generado, un fotón se mueve indefinidamente con la velocidad c hasta que encuentra e interactúa con otra partícula cuántica.

Dr., Lüdeke ha dado la mejor respuesta; Trataré de dar el más comprensible, pero para hacerlo, necesitamos saber cómo se descubrió el fotón, y quizás por qué explicarlo resultó en el único premio Nobel que ganó Elbert Einstein.

The Puzzle – Photoelectric Effect (extracto) [Necesitarás leer todo o al menos desplazarte hacia abajo]

“Si podemos imaginar la luz como ondas en un océano electromagnético y tener bastante éxito en ello, entonces no sería un gran esfuerzo para nosotros visualizar los electrones en una superficie metálica como algo así como boyas atadas flotando en un puerto electromagnético. A lo largo vienen las olas (luz) que tiran y tiran de las boyas (electrones). Las olas débiles no tienen ningún efecto, pero las fuertes solo podrían arrancar una boya de su amarre y dejarla a la deriva. Un modelo de onda de luz predeciría una relación de energía-amplitud y no la relación de energía-frecuencia descrita anteriormente. Los experimentos fotoeléctricos describen un océano electromagnético donde las olas monstruosas no se vuelcan en una canoa, pero pequeñas ondulaciones te arrojan al aire.

Imagina un puerto lleno de pequeñas embarcaciones (electrones). El mar está en calma, excepto por pequeñas ondulaciones en la superficie (baja intensidad, luz de longitud de onda corta). La mayoría de los barcos en el puerto no se ven afectados por estas olas, pero uno es arrancado del puerto y enviado volando hacia arriba como un avión a reacción. Algo no está bien aquí. Ninguna onda mecánica se comporta de esta manera, pero la luz sí … “ Efecto fotoeléctrico

Max Planck tuvo la idea de las partículas de luz (las necesitaba para explicar otro problema), pero Albert Einstein tuvo que hacer que la cantidad de fotones y la cantidad de fotones de nuestro vocabulario y enmarcar a las generaciones de estudiantes de física.

No fue la relatividad lo que le ganó a Einstein su premio Nobel.
Extracto

En un artículo publicado en marzo de 1905, Einstein sugirió que, tal vez, la luz no era una onda. Fenómenos como el efecto fotoeléctrico, escribió,

se entienden más fácilmente si se supone que la energía de la luz se distribuye de forma discontinua en el espacio. De acuerdo con el supuesto que se considerará aquí, la energía de un rayo de luz que se extiende desde una fuente puntual no se distribuye continuamente en un espacio creciente, sino que consiste en un número finito de cuantos de energía que se localizan en puntos del espacio, que se mueven sin divisor,

La luz, y TODAS las radiaciones electromagnéticas, desde más allá de los rayos X hasta los radios VLF inferiores, se emiten en paquetes discretos que ahora llamamos fotones, paquetes que también actúan como ondas para cosas como el experimento de doble rendija. Pero ese es otro tema; por ahora, permitamos que William Shakespeare describa nuestro desconcierto:

Moratoria
¡Oh día y noche, pero esto es maravilloso, extraño!
ALDEA
Y por lo tanto como un extraño dale la bienvenida.
Hay más cosas en el cielo y en la tierra, Horacio,
Los que se sueñan en su filosofía.

Hamlet , acto I escena V

Un fotón es una partícula elemental (que no se puede dividir más) y fundamental de la fuerza fundamental, que llamamos fuerza electromagnética. Un fotón es una partícula de intercambio o partícula virtual. Se considera que un fotón es un paquete de energía que llamamos “cuantos” antes de llamarlo fotón. Un fotón posee la energía mínima que tiene una magnitud (hv) donde ‘h’ es la constante de Planck y ‘v’ es la frecuencia del fotón. Ahora, enfócate en lo siguiente:

La luz tiene un solo fotón cuya energía es (hv). Si la luz contiene dos fotones, entonces la energía se convierte en (2 hv) y así sucesivamente dependiendo de la cantidad de fotones que produce. Este medio (hv) es la energía mínima contenida por la luz. Es interesante ver que los fotones se cuantifican y, como resultado, se cuantifica la energía de la luz. Podemos tener 1, 2, 3, 4 y así sucesivamente fotones, pero no podemos tener 2.3, 3.6, 7.8 y así sucesivamente fotones. Esto significa que podemos tener energía de 1 hv, 2 hv, etc., y nunca podremos tener 3.6 hv, 4.7 hv, 7.9 hv y así sucesivamente.

La energía de la luz y los fotones siempre se cuantifican. Esto significa que solo pueden tener algunos valores y no todos.

Hay un momento de giro angular asociado con los fotones. Esto significa que tienen un giro 1, 1 solo indica que este es el valor Eigen de un fotón.

Los fotones son menos partículas de masa. Tienen una masa de reposo cero y (E = pc) donde ‘E’ es la energía total y ‘p’ es el impulso del fotón. Los fotones no son materia. Un fotón tampoco contiene átomos. El grupo y la velocidad de fase de los fotones; Siempre igual a 300000 km / s.

La masa de reposo cero de los fotones y la velocidad constante ‘c’ de los fotones no les permiten interactuar con el campo de Higgs. Por lo tanto, no contienen masa y tampoco ocupan espacio.

El fotón es una partícula. Está usted equivocado. El fotón es una onda. Estás de nuevo equivocado. La cosa es que realmente no sabemos. Además, los fotones tienen la tendencia a ser absorbidos y emitidos por la materia. por ejemplo, un electrón.

La intensidad de los fotones producidos por la luz depende de la temperatura del cuerpo. Esto significa que cada cuerpo está emitiendo fotones. Tu y yo tambien

La densidad de energía de los fotones está dada por la Ley de Planck y ese fue el origen de los fotones para obtener el término “cuantificado”.

Creo que esta es una de las preguntas más interesantes en el campo de la óptica cuántica. Como una definición estándar; Los fotones son excitaciones (o estados) de un campo electromagnético. Se describen en una base de estados llamados estados fock, que representan principalmente el número de fotones en ese estado de luz, o campo de luz cuántica.
[math] | \ psi \ rangle = | n \ rangle [/ math]
Sin embargo, me parece muy atractiva la idea de que un fotón puede tener una función de onda, porque los fenómenos de algunos fotones son demasiado extraños. Como, hay un proceso donde un fotón simple “desaparece” y otro fotón repentinamente “aparece” debido a la interacción con la materia. Esto se muestra matemáticamente y está bien descrito por un Hamiltoniano con operadores de aniquilación y creación. Sin embargo, cuando piensas en una cantidad de luz que interactúa directamente con un átomo, esto es bastante extraño, ya que los átomos solo absorben o dispersan la radiación, y las escalas de tiempo en que ocurre este proceso no permiten que sean absorbentes.
Supongo que pensar en una función de onda para el fotón hace que sea más fácil entender la forma en que se dispersan los fotones y un poco mejor su naturaleza. ¿Qué son en realidad? ¿Pequeñas porciones de energía altamente limitada? ¿Partículas que se comportan de manera muy extraña? No estoy seguro.
Hay trabajos que describen esta función de onda para el fotón (Página en cft.edu.pl, Página en arxiv.org).

Los fotones están hechos de cuerdas vibrantes de energía con helictites diestros y zurdos, por lo tanto, muestran cero giros.

A continuación se incluye un extracto del manuscrito titulado “La teoría de las singularidades y las partículas espaciales (SP) – La estructura fundamental de las partículas subatómicas] que acaba de ser presentado a la Revista Internacional de Física Teórica por el autor (Mahmoud Nafousi). Para obtener la copia completa, envíe un correo electrónico a [email protected] .

A continuación se muestra el extracto

A) Energy Quanta (E Quanta, para una sola cadena de energía, E quantum).

E cuantos son cuerdas elementales idénticas de energía vibratoria que se mueven a la velocidad de la luz. Se mueven en un momento angular lineal o rotacional (orbital). Cada Quantum E tiene helicidad (un giro de momento angular (giro hacia la izquierda (LR) o derecho) (RL) que no depende de su vibración o momento angular orbital. Hay un número igual de LR y RL Energy quanta en el universo. Se conservan el número total de los quanta E y su helicidad.

Como referencia de la literatura actual: “La helicidad de una partícula es diestra si la dirección de su giro es la misma que la dirección de su movimiento. Es zurdo si las direcciones de giro y movimiento son opuestas. Helicidad es solo la proyección del giro en la dirección del momento lineal. Se conserva la helicidad ”. Para nuestros propósitos, nos referimos a Helicity solo para indicar el giro LR o RL de cada cuanto de energía.

Un número variable de estos cuantos de E con momento angular lineal se unen para formar diferentes fotones con distintos niveles de energía, de ahí que la ley E = h * f donde E es la energía, h sea la constante de Planck (o una sola cadena de energía) y f es la frecuencia (es decir, el número de cadenas en el fotón).

Por lo tanto, las distintas frecuencias de cualquier fotón están determinadas por el número de E Quanta enlazadas / unidas en una estructura similar a una cadena. Esto explica por qué todos los fotones de diferentes frecuencias / vibraciones viajan a la velocidad constante de la luz.

Aproximadamente la mitad de los comentarios llaman fotones “partículas”, pero se comportan como si fueran una onda. Esta definición es importante para permitir que el fotón tenga una masa cinética. No tienen descanso en masa ya que no pueden descansar; Necesitan moverse para conservar su frecuencia.

Es la misma restricción que la onda de sonido. Cualquier onda necesita oscilar y cambiar de ubicación. Una onda, por definición, tiene una frecuencia o no se llamaría onda. Al igual que la palabra soltero, por definición, significa soltero.

Seguimos escuchando el experimento fanstástico que algunos científicos lograron ralentizar tanto la luz que lo detuvieron. Sin sentido, una ola no puede detenerse excepto mediante la absorción de su energía, destruyéndola así para siempre.

La conservación de la energía es el descubrimiento más profundo de la ciencia. Este principio es el clavo en el puño a todas las creencias mágicas. Nadie, ni siquiera un Dios, puede hacer que cualquier materia aparezca en algún lugar o generar cualquier movimiento o energía de la nada.

Un fotón no puede aumentar la frecuencia ya que esto lo haría más energético, lo cual es imposible.

Un fotón tampoco puede disminuir la frecuencia. La única excepción aparente es con materia fluorescente. Un fotón es absorbido, luego, en un tiempo aleatorio, un nuevo fotón de frecuencia más baja se emite en dirección aleatoria y polarización aleatoria. El resto de la energía se desperdicia como vibración mecánica, que es calor.

Si los fotones son partículas, debemos suponer que la frecuencia es creada por la rotación en sí misma o la frecuencia se expresa por la ondulación de la partícula en algún plano, que describe una onda sinusoudal.

Luego, a medida que la partícula oscila en una placa dada, un campo magnético se movería simultáneamente en fase con la partícula pero con su plano girado 90 grados. La dirección de movimiento de ambas ondas es exactamente 90 grados en comparación con ambos planos de oscilación. La vista cartesiana estándar en 3d del universo se utiliza al 100% cuando se estudian fotones.

En serio, los fotones son paquetes de energía magnética que se propagan en el espacio vacío por autoinducción. A medida que la onda magnética crece hasta su punto máximo, luego se colapsa a cero, induce una onda eléctrica que gira 90 grados. Como esta energía eléctrica eventualmente contiene toda la energía que estaba en la onda magnética, alcanza el valor máximo en su fase de la onda sinusoidal. Induce una nueva onda magnética que está en el mismo plano que la primera, pero de polaridad opuesta.

El fotón es eléctricamente neutro porque la onda de pecado no tiene componente de CC. La onda magnética también se equilibra con una fuerza magnética neta cero a lo largo del centro de propagación.

Chawla da la explicación correcta.

Consideremos algunas ideas extravagantes. En la materia condensada (específicamente, una masa de metal, por ejemplo), los electrones interactúan entre sí. Ocasionalmente, sus interacciones son fuertes y hacen que sea difícil tratar con estos electrones. Sin embargo, con el conocimiento de la segunda cuantización de un campo electromagnético, podemos construir un conjunto de bosones, que interactúan entre sí de manera realmente débil, en lugar de los fermiones (electrones) por completo. Las investigaciones sobre estos bosones pueden demostrar completamente la propiedad de los electrones y en realidad son más fáciles de detectar experimentalmente.

Llamamos a estos bosones “excitación básica”.

Ahora, consideremos que el vacío es una especie de fermiones. Todos sabemos que los fotones son bosones. ¿Podemos considerarlos como una “excitación básica” del fondo del vacío? En realidad, si lo hacemos con esta perspectiva (con una seria deducción matemática), podemos construir una teoría coherente para describir tanto la teoría de la materia condensada como la partícula básica (teoría de la alta energía).

Aviso: esta es una versión simplificada (y quizás un poco engañosa) de la idea del profesor Wen de Condensation of String Net. La información detallada se puede ver a través de la página de inicio del profesor Wen: Página de inicio de Xiao-Gang Wen. Ojalá no le echara la culpa a mi pobre explicación de su idea.

Anony

Felicitaciones a Jack Luca por una revisión histórica clara de nuestra comprensión de los fotones. Otros retrocedieron para cubrir las ecuaciones de Maxwell que modelaron matemáticamente sus campos electromagnéticos (CEM) propagados en transitorios. La dualidad de onda de partícula sin masa surgió a principios del siglo XX y nunca se resolvió, ya que los fotones exhiben características de onda y de partícula.

Para 1925, la teoría de la relatividad general de Einstein se basaba en la velocidad de la luz, que se entendía como el límite de velocidad del universo. Además, su ecuación E = mc ^ 2 se vinculó en la velocidad de la luz a toda la energía como resultado. Estas suposiciones han obligado a decir que el fotón no tiene “masa” o “sin masa” porque con cualquier masa la energía de un fotón sería infinita a su velocidad probada, c. Con las ecuaciones matemáticas basadas en estas suposiciones, luego requieren y pueden probar de nuevo que los fotones no pueden / no deben tener ninguna masa en reposo. Desafortunadamente, nunca se ha demostrado que c sea el límite de velocidad máximo en el universo ni el punto de inflexión absoluto para la relatividad.

MC Physics, en su propio sitio web de organización, teoriza que los fotones tienen masa en reposo y son partículas de masa elemental real que propagan el comportamiento de los CEM a medida que viajan. Requiere un punto de inflexión relativista mayor que c. Además, también permite que los fotones tengan TODAS las otras propiedades similares a la masa (es decir, afectados por la gravedad, que poseen impulso y energía cinética, impactos puntuales, efectos fotoeléctricos, dispersión, …) que conocemos sobre la luz y los fotones. MC Physics también propone un modelo puramente físico para que coincida con el comportamiento físico real y conocido.

Se puede ver más en el artículo de viXra titulado “MC Physics- Model of A Real Photon With Structure and Mass”

MC Física Respuesta: Los fotones poseen masa en reposo y, por lo tanto, son partículas de masa elemental, como todo lo demás.

Los fotones son las partículas de las radiaciones electromagnéticas. Son referidas mayoritariamente como partículas de luz. Tienen una velocidad de [math] c [/ math] [math]. c = 3 \ times {10 ^ 8} ~ {ms} ^ {- 1}. [/ math]

Podemos describir la luz como una onda electromagnética: muchas características observables de la luz se pueden predecir y calcular muy bien como una onda. Pero hay algunas características, como el efecto fotoeléctrico donde esto no funciona. Aquí describiremos mejor la luz como una partícula; Por conveniencia, llamamos a esta partícula un “fotón”.

En palabras sencillas: puede describir una montaña como una gran pila de rocas (volumen, peso, altura) o describirla como un sistema ecológico vivo (recuento de animales, diversidad, biomasa), pero eso no cambia lo que una montaña Es decir, es solo un modelo diferente que te permite hacer diferentes predicciones. Entonces, la diferencia para describir la luz como una partícula o como una onda no afirma que la luz sea tampoco; solo afirma que algunas características de la luz pueden describirse como ondas, otras mejores como partículas. Lo divertido: más tarde nos dimos cuenta de que todas las partículas pueden, en algunos casos, comportarse como ondas y viceversa.

A diferencia de los protones, neutrones, etc., que se clasifican como bariones y están formados por tres quarks (que los hacen fermión). Los fotones son bosones de calibre, ya que son partículas sin masa. Son como fermiones y bosones. Constituyente fundamental de la materia. Los fotones carecen de masa y, de acuerdo con la teoría de la relatividad, los cuantos de luz están localizados espacialmente y el portador de sus cualidades, como la energía, están dados por la fórmula de Planck E = hf. Que es simplemente su frecuencia multiplicada por la constante de Planck (según mi memoria [math] 6.626 \ times 10 ^ {- 34} m ^ 2 kg / s [/ math]). Como es un bosón medidor, su carga eléctrica es simplemente 0. Hay varios detalles que debe tener en cuenta con respecto a un fotón, el wiki parece ser un marco de referencia adecuado.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ph

La luz es una onda electromagnética. Lleva energía e impulso con él.

La energía que transporta la luz se cuantifica ( se puede expresar en términos de cantidades distintas, como paquetes ). Así, la gente hizo una analogía de que la energía luminosa viene en paquetes. Y lo llamaron, “ fotón ”. No son partículas verdaderas, pero exhiben la característica de la onda y la partícula.

El valor del paquete de energía se puede calcular por la fórmula: E = hf

Entonces, la luz es básicamente el flujo de fotones (paquetes de energía).

El fotón es una partícula de espín 1, un bosón sin masa, no es una onda, se comporta como una onda. El fotón transporta energía y puede ser absorbido por cualquier quark o leptón (excepto los neutrinos). Y se emiten por partículas ya mencionadas. La antipartícula del fotón od es el bosón Z. Para más información pregúntame.

Solo para agregar una perspectiva muy diferente, que puede no estar científicamente probada, en mi opinión, un fotón es solo energía (menos masa, cargas mono giratorias, una positiva y una negativa) que tiene la capacidad de manifestarse solo cuando interactúa Con una partícula de tipo materia. Esa es la razón por la que en el vacío solo se ve el sol y su atmósfera, brillante y visible, y todo lo demás como oscuro. Esto se debe a que en el vacío, no hay partículas con las que interactuar. Sin embargo, el mismo fotón, cuando llega a la Tierra e interactúa con la atmósfera de la Tierra, se manifiesta mediante la excitación de partículas de materia de aire en longitud de onda visible.

¿Quién sabe que un día los científicos pueden llegar a la conclusión de que la energía oscura, que es responsable de la expansión del universo, no es más que la energía liberada por las estrellas, que (por cierto) se conoce como nada más que fotones?

El fotón es la partícula fundamental de la luz visible.

En cierto modo, la luz visible se comporta como un fenómeno de onda, pero en otros aspectos actúa como un flujo de partículas submicroscópicas de alta velocidad.

El término fotón que significa partícula de luz visible que creo que era. acuñado para estos paquetes de energía. llamados cuantos que tenían un comportamiento similar al de las partículas y no estaban restringidos a la porción de luz visible del espectro electromagnético. Sin embargo, las ondas de radio, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma están formados por fotones, cada uno de los cuales contiene una cantidad particular de energía (cuantos) dependiendo de la longitud de onda en la que se emitió

Una vista alternativa: todo el espacio, fuera de las partículas de materia 3D básicas, está lleno de un medio universal que lo abarca todo, estructurado por cuantos de materia. Los fotones son las partículas de materia 3D más básicas. Todos los cuerpos de materia superiores en 3D están hechos de fotones.

Un fotón se convierte en fotón solo cuando se trata de un giro de núcleo de materia 3D en forma de disco a una velocidad de giro proporcional a su contenido de materia 3D y se mueve linealmente a la velocidad más alta posible a través del medio universal. La transferencia de distorsiones en el medio universal circundante mueve el núcleo de materia 3D del fotón. Las distorsiones giratorias y en movimiento lineal en el medio universal circundante (parte de onda) y el núcleo de materia 3D (parte de partícula) cerrado forman un fotón. Consulte: http://vixra.org/abs/1312.0130 , ‘MATTER (Re-examinado)’, http://www.matterdoc.info

El fotón es un cuanto, paquete de energía, es una propiedad de la luz similar a las partículas. Su energía está dada por E = pc = hf = hc \ l, donde p es su momento, f es su frecuencia de onda asociada, h es la constante de Planck , c es la velocidad de la luz y l es la longitud de onda.

Solo quería añadir al resto de las respuestas. Todo lo que hemos propuesto la luz es un supuesto que se ha enviado como un postulado. Estos postulados se hacen en base a varios experimentos y la forma en que percibimos directa o indirectamente.

Es algo así como … Los postulados encajan en el patrón de cómo se comporta la luz en muchas situaciones encontradas por nosotros. Entonces, estamos seguros de asumir que así es como es la luz. Sin embargo, como requerimos infinitas formas de probar que ‘algo es algo’ es verdad (a través de experimentos) y solo una manera de probar que ‘algo no es algo’, no hay manera de decir con seguridad qué es la luz.

Albert Einstein también comentó esto: “Todos los cincuenta años de reflexiones concienzudas no me han acercado más a la respuesta a la pregunta:” ¿Qué son los cuantos de la luz? “. Por supuesto, hoy en día, todo sinvergüenza cree que sabe la respuesta, pero se está engañando. ”

Entonces, siempre recuerda que la luz se supone que es como es. Sin embargo, para propósitos de ‘resolución’, como no hemos encontrado nada como tal para contradecir lo que consideramos ligero, nuestros fundamentos para derivar algo de los postulados probablemente sean consistentes con nuestros hallazgos.

Los fotones son la partícula fundamental de la luz. Tienen una propiedad única en tanto que son tanto una partícula como una onda. Esto es lo que permite a los fotones propiedades únicas como la refracción y la difusión. Sin embargo, las partículas de luz no son exactamente iguales a otras partículas elementales. Tienen características interesantes que no son comúnmente observadas.