Προβολή πηγαίου κώδικα για τη σελίδα Φωτόνιο

{{πηγές|17|03|2013}}
{{Πληροφορίες σωματιδίου
| όνομα = Φωτόνιο
| εικόνα = LASER.jpg
| λεζάντα = Φωτόνια που εκπέμπονται σε συνεκτική κατάσταση από ένα [[λέιζερ]]
| αριθμός_τύπων = 
| ταξινόμηση =
| σύνθεση = [[Στοιχειώδες σωμάτιο]]
| στατιστική = [[Μποζόνιο|Μποζονική]]
| γενιά = 
| αλληλεπίδραση = [[Ηλεκτρομαγνητισμός|ηλεκτρομαγνητική]]
| σωματίδιο = 
| αντισωματίδιο = 
| κατάσταση = 
| προβλέφθηκε_θεωρητικά = [[Άλμπερτ Αϊνστάιν]]
| ανακαλύφθηκε = 
| σύμβολο = γ, [[Σταθερά του Πλανκ|h]][[συχνότητα|ν]], [[Σταθερά του Πλανκ|ħ]][[Γωνιακή συχνότητα|ω]]
| μάζα = 0 (θεωρητικά)<br /> {{nowrap|<10<sup>-18</sup>&nbsp;[[Ηλεκτρονιοβόλτ|eV]]/[[Ταχύτητα του φωτός|c]]<sup>2</sup>}} (πειραματικό όριο)<ref name="Particle_table_2009">{{cite journal|author=Amsler, C. ([[Particle Data Group]])|year=2008 +2009 partial update|url=http://pdg.lbl.gov/2009/tables/rpp2009-sum-gauge-higgs-bosons.pdf|title=Review of Particle Physics: Gauge and Higgs bosons|journal=[[Physics Letters B]]|volume=667|page=1|doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018|bibcode=2008PhLB..667....1P|last2=Amsler|last3=Doser|last4=Antonelli|last5=Asner|last6=Babu|last7=Baer|last8=Band|last9=Barnett|last10=Bergren|last11=Beringer|last12=Bernardi|last13=Bertl|last14=Bichsel|last15=Biebel|last16=Bloch|last17=Blucher|last18=Blusk|last19=Cahn|last20=Carena|last21=Caso|last22=Ceccucci|last23=Chakraborty|last24=Chen|last25=Chivukula|last26=Cowan|last27=Dahl|last28=d'Ambrosio|last29=Damour|last30=De Gouvêa|display-authors=29}}</ref>
| μέση_ζωή = Σταθερό<ref name="Particle_table_2009"/>
| πλάτος = 
| decay_particle = 
| ηλεκτρικό_φορτίο = 0 (θεωρητικά)<br />{{nowrap|<10<sup>-35</sup>&nbsp;[[Στοιχειώδες φορτιο|e]]}} (πειραματικό όριο)<ref name="Particle_table_2009"/>
| ακτίνα_φορτίου = 
| ηλεκτρική_διπολική_ροπή = 
| ηλεκτρική_πολωσιμότητα = 
| μαγνητική_ροπή = 
| μαγνητική_πολωσιμότητα = 
| φορτίο_χρώματος = 
| σπιν = 1
| αριθμός_καταστάσεων_σπιν = 
| λεπτονικός_αριθμός = 
| βαρυονικός_αριθμός = 
| παραδοξότητα = 
| χάρη = 
| πυθμενικότητα = 
| κορυφαιότητα = 
| ισοσπίν = 
| ασθενές_ισοσπίν = 
| ασθενές_ισοσπίν_3 = 
| υπερφορτίο = 
| ασθενές_υπερφορτίο = 
| χειραλικότητα = 
| B-L =
| Χ_φορτίο =
| ομοτιμία = -1<ref name="Particle_table_2009"/>
| g_ομοτιμία = 
| c_ομοτιμία = -1<ref name="Particle_table_2009"/>
| r_ομοτιμία = 
| συμπαγής_γραφή_συμμετριών = ''[[Ισοσπίν|I]]''(''[[Ολική στροφορμή (κβαντικός αριθμός)|J]]''<sup>''[[Ομοτιμία (φυσική)|P]][[Συζυγία φορτίου|C]]''</sup>)=0,1(1<sup>−−</sup>)<ref name="Particle_table_2009"/>
}}

Το '''φωτόνιο''' είναι το [[κβάντο]] στην [[κβαντομηχανική]] και στη [[στοιχειώδες σωματίδιο|φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων]] όταν αυτό αναφέρεται στο [[φως]] και γενικότερα στην [[ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία]] (ενέργεια), ως [[φορείς δυνάμεων|φορέας]] των [[Ηλεκτρισμός|ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων]].<br /> 
Είναι [[μποζόνιο]] με [[σπιν]] 1, [[μάζα]] ηρεμίας και [[ηλεκτρικό φορτίο|φορτίο]] 0.

== Ιστορία ==

Η πρώτη θεωρητική πρόβλεψη για την ύπαρξή του, έγινε από τον [[Μαξ Πλανκ|Πλανκ]] στις 14 Δεκεμβρίου του 1900, όταν διατύπωσε επίσημα την υπόθεση ότι η φωτεινή ενέργεια που ακτινοβολείται από ένα θερμαινόμενο σώμα ([[μέλαν σώμα|ακτινοβολία μέλανος σώματος]]) δεν εκπέμπεται κατά συνεχή ροή, αλλά σε μορφή αυτοτελών ποσοτήτων ('''ε''') που είναι ανάλογες προς τη συχνότητα ('''ν''') του εκπεμπόμενου φωτός. Έτσι, με τη θεωρητική αυτή ερμηνεία κατάφερε να συμφωνήσει με τα πειραματικά δεδομένα στο υπεριώδες φως.

Η θεωρία όμως αυτή δεν απέκτησε κάποια επεξηγηματική σημασία, παρά μόνο πέντε χρόνια μετά, όταν το 1905 ο [[Άλμπερτ Αϊνστάιν]], επανεξετάζοντας την «υπόθεση Πλανκ» και επεκτείνοντας αυτή και στη διαδικασία της απορρόφησης, ερμηνεύοντας έτσι και το [[φωτοηλεκτρικό φαινόμενο]], πρότεινε την ύπαρξη «κβάντων φωτός», δηλαδή φωτονίων.

== Γενικά χαρακτηριστικά ==

Το σύμβολο του φωτονίου είναι το ελληνικό γράμμα <math>\gamma</math>. 
Το φωτόνιο έχει [[ενέργεια]] ίση με 

:<math>E = h \cdot f=p \cdot c</math> 

όπου με ''<math>h \,</math>'' συμβολίζεται η ''[[σταθερά του Πλανκ]]'', με <math>f \,</math> η [[συχνότητα]] του [[ηλεκτρομαγνητικό κύμα|ηλεκτρομαγνητικού κύματος]], με <math>p \,</math> η ορμή του φωτονίου και <math>c \,</math> είναι η [[ταχύτητα του φωτός]].

Αν λύσουμε την πρώτη σχέση ως προς <math>f \,</math>, βλέπουμε ότι η συχνότητα ενός φωτονίου καθορίζεται από το πόση [[ενέργεια]] «κουβαλάει». Έτσι, αυτό που ουσιαστικά διαφοροποιεί τις διαφόρων ειδών ακτινοβολίες μεταξύ τους είναι το ποσό της ενέργειας που μεταφέρουν τα φωτόνιά τους. Τα χρώματα, για παράδειγμα, διαφοροποιούνται γιατί «αποτελούνται» από φωτόνια διαφορετικής ενέργειας και κατά συνέπεια διαφορετικής συχνότητας. Έτσι, έχουμε φωτόνια ραδιοφωνικών κυμάτων (χαμηλής ενέργειας), φωτόνια στην ορατή περιοχή του φάσματος και φωτόνια [[ακτίνες γ|ακτίνων γ]], που παράγονται όταν αποδιεγείρονται οι ατομικοί πυρήνες.

Στο κενό κινείται με την [[ταχύτητα του φωτός]], ενώ μέσα σε υλικά η [[Ταχύτητα|ταχύτητά]] του αλλάζει ανάλογα με τη φύση του υλικού. Το φωτόνιο έχει μηδενική [[μάζα ηρεμίας]], ενώ η σχετικιστική του [[μάζα]] δίνεται από τη σχέση

:<math>m=\frac{E}{c^2}</math> <br />

Μπορεί να συμπεριφέρεται είτε ως κύμα (π.χ. σε πειράματα συμβολής και περίθλασης) είτε ως σωματίδιο (π.χ. στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο). Η διπλή αυτή συμπεριφορά, που περιγράφεται με τον όρο «[[κυματοσωματιδιακός δυϊσμός]]», ήταν και η αφετηρία της Κβαντομηχανικής της Ύλης, αντιστρέφοντας τον συλλογισμό και θεωρώντας ότι και τα [[σωματίδιο|σωματίδια]] μπορεί να έχουν κυματικό χαρακτήρα υπό συνθήκες.

== Το φωτόνιο ως φορέας πεδίου ==
[[Αρχείο:Particle overview el.svg|μικρογραφία|500x500εσ|Σύνοψη των σωματιδίων και των δυνάμεων της [[Σωματιδιακή φυσική|σωματιδιακής φυσικής]].]]

Τα συμπεράσματα της [[Κβαντική θεωρία πεδίου|κβαντικής Θεωρίας Πεδίου]] προβλέπουν ότι τα [[ηλεκτρικό πεδίο|ηλεκτρικά πεδία]] είναι κβαντωμένα. Η άσκηση της [[δύναμη]]ς από ένα φορτίο σε άλλο γίνεται με την ανταλλαγή δυνητικών φωτονίων που κινούνται με την [[ταχύτητα του φωτός]] και μεταφέρουν [[ορμή]] από το ένα φορτίο στο άλλο. Ο όρος «δυνητικά» αναφέρεται στο ότι δεν μπορούν να παρατηρηθούν.

== Αναφορές ==
<references />

== Δείτε επίσης ==
{{βικιλεξικό}}
{{Commonscat}}
* [[Φως]]
* [[Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία]]
* [[Μποζόνιο]]

== Βιβλιογραφία ==
* {{cite book |last1=Alonso |first1=M. |last2=Finn |first2=E.J. |year=1968 |title=Fundamental University Physics |volume=III: Quantum and Statistical Physics |publisher=Addison-Wesley |isbn=978-0-201-00262-1}}
* {{cite journal |last=Clauser |first=J.F. |year=1974 |title=Experimental distinction between the quantum and classical field-theoretic predictions for the photoelectric effect |journal=Physical Review D |volume=9 |issue=4 |pages=853–860 |doi=10.1103/PhysRevD.9.853|bibcode=1974PhRvD...9..853C |url=http://www.escholarship.org/uc/item/3wm0v847}}
* {{cite book |last=Pais |first=A. |author-link=Abraham Pais |year=1982 |title=[[Subtle is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein]] |publisher=Oxford University Press}}
* {{cite book |last=Feynman |first=Richard |author-link=Richard Feynman |year=1985 |isbn=978-0-691-12575-6 |title=QED: The Strange Theory of Light and Matter |publisher=Princeton University Press|title-link=QED: The Strange Theory of Light and Matter}}
* {{cite journal |last1=Grangier |first1=P. |last2=Roger |first2=G. |last3=Aspect |first3=A. |year=1986 |title=Experimental evidence for a photon anticorrelation effect on a beam splitter: A new light on single-photon interferences |journal=Europhysics Letters |volume=1 |issue=4 |pages=173–179 |doi=10.1209/0295-5075/1/4/004 |bibcode=1986EL......1..173G |citeseerx=10.1.1.178.4356}}
* {{cite journal |last=Lamb |first=W.E. |author-link=Willis Lamb |year=1995 |title=Anti-photon |journal=Applied Physics B |volume=60 |issue=2–3 |pages=77–84 |doi=10.1007/BF01135846 |bibcode=1995ApPhB..60...77L}}
* {{cite magazine |title=Special supplemental issue |magazine=Optics and Photonics News |volume=14 |date=October 2003 |url=http://www.sheffield.ac.uk/polopoly_fs/1.14183!/file/photon.pdf |accessdate=2022-02-16 |archivedate=2013-05-17 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130517065121/http://www.sheffield.ac.uk/polopoly_fs/1.14183!/file/photon.pdf |deadurl= }}
** {{cite magazine |last1=Roychoudhuri |first1=C. |last2=Rajarshi |first2=R. |year=2003 |title=The nature of light: What is a photon? |magazine=[[Optics and Photonics News]] |volume=14 |pages=S1 (Supplement)}}
** {{cite magazine |last=Zajonc |first=A. |year=2003 |title=Light reconsidered |magazine=Optics and Photonics News |volume=14 |pages=S2–S5 (Supplement)}}
** {{cite magazine |last=Loudon|first=R. |year=2003 |title=What is a photon? |magazine=Optics and Photonics News |volume=14 |pages=S6–S11 (Supplement)}}
** {{cite magazine |last=Finkelstein |first=D. |year=2003 |title=What is a photon? |magazine=Optics and Photonics News |volume=14 |pages=S12–S17 (Supplement)}}
** {{cite magazine |last1=Muthukrishnan |first1=A. |last2=Scully |first2=M.O. |last3=Zubairy |first3=M.S. |year=2003 |title=The concept of the photon – revisited |magazine=[[Optics and Photonics News]] |volume=14 |pages=S18–S27 (Supplement)}}
** {{cite magazine |last1=Mack |first1=H. |last2=Schleich |author-link2=Wolfgang P. Schleich |first2=W.P. |year=2003 |title=A photon viewed from Wigner phase space |magazine=[[Optics and Photonics News]] |volume=14 |pages=S28–S35 (Supplement)}}
* {{cite web |last=Glauber |first=R. |year=2005 |title=One Hundred Years of Light Quanta |series=Physics Lecture |website=Nobel Prize |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2005/glauber-lecture.pdf |access-date=2009-06-29 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080723150609/http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2005/glauber-lecture.pdf |archive-date=2008-07-23|url-status=dead}}
* {{Cite journal |last=Hentschel |first=K. |year=2007 |title=Light quanta: The maturing of a concept by the stepwise accretion of meaning |url=https://eldorado.tu-dortmund.de/handle/2003/24257 |journal=Physics and Philosophy |volume=1 |issue=2 |pages=1–20}}
* {{cite journal |last1=Thorn |first1=J.J. |last2=Neel |first2=M.S. |last3=Donato |first3=V.W. |last4=Bergreen |first4=G.S. |last5=Davies |first5=R.E. |last6=Beck |first6=M. |year=2004 |title=Observing the quantum behavior of light in an undergraduate laboratory |journal=[[American Journal of Physics]] |volume=72 |issue=9 |pages=1210–1219 |doi=10.1119/1.1737397 |bibcode=2004AmJPh..72.1210T |url=http://people.whitman.edu/~beckmk/QM/grangier/Thorn_ajp.pdf}}
* {{cite journal |last1=Bronner |first1=P. |last2=Strunz |first2=Andreas |last3=Silberhorn |first3=Christine |last4=Meyn |first4=Jan-Peter |year=2009 |title=Interactive screen experiments with single photons |journal=European Journal of Physics |volume=30 |issue=2 |pages=345–353 |doi=10.1088/0143-0807/30/2/014 |bibcode=2009EJPh...30..345B |url=http://www.QuantumLab.de}}

{{Στοιχειώδη σωμάτια}}
{{Authority control}}

[[Κατηγορία:Κβαντική μηχανική]]
[[Κατηγορία:Οπτική]]
[[Κατηγορία:Φορείς αλληλεπιδράσεων]]
[[Κατηγορία:Μποζόνια]]