Foton

Foton existuje pouze v pohybu. Ve vakuu se vždy (v souladu s postulátem speciální teorie relativity) pohybuje rychlostí světla ve vakuu. Má proto nulovou klidovou hmotnost. Důsledkem jeho neustálého pohybu je však nenulová energie, která je definovaná vztahem

${\displaystyle E=hf={hc \over \lambda }}$,

kde ${\displaystyle h}$ je Planckova konstanta, ${\displaystyle f}$ frekvence, ${\displaystyle c}$ je rychlost světla ve vakuu a ${\displaystyle \lambda }$ je vlnová délka.

Na základě relativistického vztahu ekvivalence energie a hmotnosti, tzn.

${\displaystyle E=mc^{2}}$,

lze fotonu přiřadit také určitou hmotnost (nejedná se však o klidovou hmotnost, která je nulová, ale o pohybovou hmotnost), projevující se setrvačnými i gravitačními vlastnostmi. Tato energie (a tedy i hmotnost) způsobuje, že na foton působí gravitace dle obecné teorie relativity a on sám gravitačně působí na okolí. Tyto jevy byly potvrzeny pozorováním (např. pozorovaným ohybem záření kolem kosmických těles).

Pomocí relativistického vztahu pro energii pohybující se částice ${\displaystyle E={\sqrt {m_{0}^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}}}$ a ze skutečnosti, že klidová hmotnost fotonu je nulová, tzn. ${\displaystyle m_{0}=0}$, lze hybnost fotonu ${\displaystyle p}$ vyjádřit jako

${\displaystyle p={E \over c}={hf \over c}={h \over \lambda }}$.

Přestože je klidová hmotnost fotonu nulová, můžeme určit jeho relativistickou hmotnost z předchozího vztahu. Pokud uvážíme, že ${\displaystyle p=mc}$, dostaneme

${\displaystyle m={hf \over c^{2}}={h \over c\lambda }}$.

• Elektromagnetická interakce
• Elementární částice
• Intermediální částice
• Temný foton

• Obrázky, zvuky či videa k tématu foton na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo foton ve Wikislovníku