Foton

Foton nyaéta partikel éleménter dina fénomena éléktromagnétik. Biasana foton dianggap minangka nu mawa radiasi éléktromagnétik, kawas cahaya, gelombang radio, sarta Sinar X. Foton béda jeung partikel éleménter séjénna kawas éléktron jeung quark, alatan manéhna henteu boga massa sarta dina rohangan hapa foton sok usik kalawan laju cahya, c. Foton mibanda sipat gelombang ogé partikel ("dualisme gelombang-partikel").

Minangka gelombang, hiji foton tunggal sumebar di sakumna rohang sarta némbongkeun fénomena gelombang kawas réfraksi ku lénsa sarta interférensi déstruktif sabot gelombang kapantulkeun silih musnahkeun.

Minangka partikel, foton ngan bisa interaksi jeung materi ku cara mindahkeun énergi sajumlah:

${\displaystyle E={\frac {hc}{\lambda }},}$

di mana h nyaéta konstanta Planck, c nyaéta laju cahya, sarta \lambda nyaéta panjang gelombangna.

Sajaba énergi, partikel foton ogé mawa moméntum sarta mibanda polarisasi. Foton nurut kana hukum mékanika kuantum, anu hartina mindeng diménsi-diménsi kasebut henteu bisa diukur kalawan taliti. Biasana diménsi-diménsi kasebut didéfinisikeun minangka probabilitas pangukur polarisasi, perenah (posisi), atawa moméntum nu tangtu.

Contona, sanajan hiji foton bisa ngaéksitasi hiji molekul nu tangtu, mindeng mustahil pikeun norah saméméhna molekul mana anu baris kaéksitasi.

Gambaran foton minangka nu mawa radiasi éléktromagnétik ilahar dipaké ku para fisikawan. Tapi dina fisika téoritis hiji foton bisa dianggap minangka médiator pikin sagala rupa interaksi éléktromagnétik, kawas médan magnét sarta gaya tolak-tolakan antara muatan sajinis.

Konsép modéren foton dimekarkeun sacara berangsur-angsur antara 1905-1917 ku Albert Einstein(de)Einstein, A (1905). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt (trans. A Heuristic Modél of the Creation and Transformation of Light)". Annalen der Physik 17: 132–148. . Tarjamahan Basa Inggris sadia di Wikisource.(de)Einstein, A (1909). "Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung (trans. The Development of Our Views on the Composition and Essence of Radiation)". Physikalische Zeitschrift 10: 817–825. . Tarjamahan Basa Inggris sadia ti Wikisource. (de)Einstein, A (1916a). "Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie". Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 18: 318. (de)Einstein, A (1916b). "Zur Quantentheorie der Strahlung". Mitteilungen der Physikalischen Geselschaft zu Zürich 16: 47.  ogé Physikalische Zeitschrift, 18, 121–128 (1917). pikeun ngécéskeun pengimeutan ékspériméntal anu henteu nyumponan modél klasik pikeun cahaya. Modél foton hususna merhitungkeun gumantungna énergi cahaya kana frékuénsi, sarta ngécéskeun kamampuh materi sarta radiasi éléktromagnétik pikeun aya dina kasaimbangan termal. Fisikawan séjén mecakan ngécéskeun anomali pangimeutan ieu ku modél semiklasik, anu masih ngagunakeun persamaan Maxwell pikeun ngagambarkeun cahaya. Tapi dina modél ieu objék material anu mancarkeun sarta nyerep cahaya nu dikuantisasi. Sanajan modél-modél semiklasik ieu milu nyumbang dina mekarna mékanika kuantum, percobaan-percobaan satuluyna ngabuktikeun hipotésis Einstein yén cahaya éta sorangan anu kakuantisasi. Kuantum cahaya nyaéta foton.

Konsép foton geus mawa kamajuan dina fisika téoretis sarta ékspériméntal, kawas laser, kondénsasi Bose-einstein, téori médan kuantum, sarta interprétasi probabilistik ti mékanika kuantum. Nurutkeun modél standar fisika partikel, foton tanggung jawab dina mroduksi kabéh médan listrik sarta médan magnét.

Konsép foton dilarapkeun dina réa widang kawas fotokimia, mikroskopi résolusi luhur, sarta pangukuran jarak molekulér. Anyar-anyar ieu foton diulik minangka unsur komputer kuantum sarta pikeun aplikasi canggih dina komunikasi optik kawas kriptografi kuantum