Ogled vira Foton

{{Infopolje Delec
| bgcolour        =
| name            = Foton
| image           = [[Slika:Military laser experiment.jpg|275px|Vojaški poskus z laserjem]]
| caption         = V [[koherentno valovanje|koherentnem]] [[laser]]skem žarku izsevani fotoni
| num_types       = 
| composition     = [[osnovni delec]]
| statistics      = [[bozon]]ska
| group           = [[umeritveni bozon]]
| generation      =
| interaction     = [[elektromagnetna interakcija|elektromagnetna]]
| theorized       = [[Albert Einstein]] (1905–17)
| discovered      = 
| symbol          = <math>\gamma\ </math>, <math>\ h\nu</math> ali [[Diracova konstanta|ħ]][[krožna frekvenca|ω]]
| mass            = 0 <ref name="rel_mass">[[mirovna masa|Masa]] fotona naj bi bila točno nič glede na ekpserimentalne in teoretične premisleke, ki jih opisuje članek. Nekateri viri opozarjajo na pojem [[relativistična masa|relativistične mase]], ki je le energija izražena z enotami mase. Za foton z valovno dolžino λ ali energijo ''E'' je to ''h''/λ ''c'' ali ''E''/''c''<sup>2</sup>. Ta raba izraza »masa« v znanstveni literaturi ni več tako običajna.</ref> <br /> < 1{{e|-18}} [[elektronvolt|eV]] 
| mean_lifetime   = stabilen<ref>{{navedi splet |url=http://pdg.lbl.gov/2005/tables/gxxx.pdf |title=Official particle table for gauge and Higgs bosons |accessdate=2008-10-19 |language=en}}</ref>
| decay_particle  = 
| electric_charge = 0 <br /> < 1{{e|-35}} [[osnovni naboj|''e''<sub>0</sub>]]
| color_charge    = 
| spin            = 1 <ref name=BJ545>{{navedi knjigo |first=B. H. |last=Bransden |last2=Joachain|first2=C. J. |title=Quantum Mechanics |url=https://archive.org/details/quantummechanics00bbra |edition=2e |isbn=0-582-35691-1 |pages=[https://archive.org/details/quantummechanics00bbra/page/n560 545] |year=2000 |publisher=Prentice Hall |location=Harlow, Anglija |oclc=42753109}}</ref>
| num_spin_states =
| parity          = -1<ref name="Particle_table_2009">Amsler; ''idr.'' (2008 +2009).</ref> 
| g_parity        = &nbsp;
| c_parity        = -1<ref name="Particle_table_2009"/>
| r_parity        = &nbsp;
| condensed_symmetries =''[[izospin|I]]''(''[[kvantno število skupne vrtilne količine|J]]''<sup>''[[parnost|P]][[C-parnost|C]]''</sup>) = 0,1(1<sup>--</sup>)<ref name="Particle_table_2009"/>
}}

'''Fotón''' je v [[fizika|fiziki]] [[osnovni delec]], energijski [[kvant]] kvantiziranega [[elektromagnetno polje|elektromagnetnega polja]]. Navadno se ga označuje s simbolom γ ([[grščina|grška]] črka [[gama]]); v fiziki visokih energij je navadno ta oznaka za fotone visokih energij ([[žarki gama|žarke gama]]), ki nastajajo npr. pri [[jedrski razpad|jedrskih razpadih]], v jedrih atomov. Fotone, ki nastanejo v elektronskem oblaku ali v okolici jedra atoma ([[rentgenski žarki]]), pa se označuje s črko X.

Čeprav fotone pogosto povezujejo s [[svetloba|svetlobo]], velja ta povezava le za ozek pas [[vidni spekter|vidnega]] dela [[spekter elektromagnetnega valovanja|spektra elektromagnetnega valovanja]]. Celo v tem delu pa se svetlobo pogosto sreča v [[kvantno stanje|kvantnih stanjih]], ki niso čista, ampak superpozicije različnih kvantnih stanj. Superpozicije so lahko [[koherentno valovanje|koherentne]] – pri  tem gre za t. i. [[koherentno stanje]], kot je denimo idealizirana laserska svetloba, ki jo seva idealni [[laser]] – ali pa kaotične – [[termično stanje]], ki opisuje svetlobo v toplotnem ravnovesju – [[sevanje črnega telesa]]. Za [[sevanje]] fotonov v čistih stanjih so potrebni posebni [[aparat]]i, imenovani [[mikromaser]]ji. Ustrezna kvantna stanja se opiše s [[Fokovo stanje|Fokovim stanjem]] in označi z |''n''>, kar pomeni ''n'' fotonov v danem stanju elektromagnetnega polja. Če je polje multimodalno, se lahko njegovo kvantno stanje opiše kot [[tenzorski produkt]] posameznih fotonskih stanj, npr.

: <math> | n_{k_0} \rangle \otimes | n_{k_1}\rangle \otimes \dots \otimes |n_{k_n}\rangle \dots \!\, , </math>

pri čemer so ''k<sub>i</sub>'' posamezni momenti stanja, ''n<sub>k<sub>i</sub></sub>'' pa število fotonov v tem stanju.

== Osnovne značilnosti ==

Fotoni lahko nastanejo na različne načine, vključno s sevanjem [[elektron]]ov, ko ti prehajajo med različnimi energijskimi stanji ali [[orbitala]]mi. Nastanejo lahko tudi pri jedrskih procesih, [[anihilacija para|izničenju]] delcev in [[antidelec|antidelcev]] ter kakršnemkoli nihanju elektromagnetnega polja. Fotoni se razlikujejo od mnogih drugih osnovnih delcev, kot so [[elektron]]i ali [[kvark]]i, v tem da je njihova [[mirovna masa]] enaka [[0|nič]].<ref name="rel_mass" /> Zato se v [[vakuum]]u gibljejo s [[hitrost svetlobe|svetlobno hitrostjo]] ''c'', ki je po definiciji enaka 299.792.458&nbsp;m/s, oziroma približno 3 · 10<sup>8</sup> m/s. Kot vsi kvanti imajo tudi fotoni značilnosti [[valovanje|valovanja]] in delcev ([[delčnovalovna dualnost]]). Fotoni se kažejo kot valovanje pri [[lom svetlobe|lomu]] ali [[interferenca|interferenci]]. Kot delci lahko s [[snov]]jo reagirajo le s prenosom [[energija|energije]]. Disperzijska zveza je linearna, sorazmernostna konstanta pa je [[Planckova konstanta]] ''h'', kar da enostavni zvezi:

: <math> W = h \nu = \frac{h c}{\lambda} = \frac{h}{T} \!\, , </math>

kjer je ''W'' energija fotona, ν frekvenca stanja ali fotonska frekvenca, λ valovna dolžina, ''T'' pa [[Perioda (čas)|perioda]], ter velikost [[gibalna količina|gibalne količine]] fotona ''G'':

: <math> G = \frac{h \nu}{c} = \frac{h}{\lambda}\!\, . </math>

Planckova konstanta je tako lahko energija fotona s periodo 1 [[sekunda|s]]. Tako velja tudi ([[vektor (matematika)|vektorsko]]):

: <math> W = \vec\mathbf{G} \cdot \vec\mathbf{c} = G c \cos \varphi \!\, . </math>

Smer gibalne količine fotona je enaka smeri njegovega gibanja, oziroma hitrosti (φ = 0°), tako da je:

: <math> W = G c \!\, . </math>

To se razlikuje od energije pri klasičnem valovanju, ki lahko pridobi ali izgubi poljubno količino energije. V vidni svetlobi je energija enega fotona približno 4 · 10<sup>−19</sup> [[joule|J]]. Ta energija je dovolj velika, da vzbudi eno [[molekula|molekulo]] v [[fotoreceptor|fotoreceptorski celici]] v [[oko|očesu]], in tako prispeva k [[vid]]u.<ref>{{navedi revijo |first=R.L.P. |last=Vimal |last2=Pokorny|first2=J.|last3=Smith|first3=V. C.|last4=Shevell|first4=S. K. |title=Foveal cone thresholds |year=1989 |journal=Vision Res |volume=29 |issue=1, |pages=61-78 |url=http://www.geocities.com/vri98/Vimal-foveal-cone-ratio-VR-1989}}</ref>

[[fizikalni zakon|Zakoni]] [[kvantna mehanika|kvantne mehanike]] zahtevajo da so energije, gibalne količine in [[Polarizacija valovanja|polarizacije]] fotonov le [[verjetnost|verjetne]] vrednosti. Tako je nemogoče napovesti katero molekulo bo foton vzbudil.

Fotoni so stabilni. Njihov [[spin]] je enak 1, zato se jih uvršča med [[bozon]]e. Spinu 1 načeloma ustrezajo tri projekcije: +1, 0 in -1, pri fotonih, ki se vedno gibljejo s hitrostjo svetlobe, pa srednja projekcija ni mogoča, ker zahteva opazovalni sistem, v katerem foton miruje. Ta po [[posebna teorija relativnosti|teoriji relativnosti]] ni mogoč. Fotoni imajo [[invariantna masa|invariantno maso]], enako nič, vendar pa imajo končno in od nič različno energijo pri hitrosti svetlobe. Kljub ničelni invariatni masi pa [[splošna teorija relativnosti]] napoveduje, da na fotone deluje [[gravitacija]], kar je bilo tudi eksperimentalno potrjeno.

Povedano velja za prazen prostor. V snovi se fotoni sklopijo z vzbujenimi stanji sredstva in se obnašajo drugače. Ko se, denimo, sklopijo s [[fonon]]i ali [[eksciton]]i, nastanejo [[polaron]]i. Njihova disperzijska zveza ni več linearna, kar pomeni, da se jim lahko pripiše določeno efektivno maso. Zategadelj je njihova hitrost v snovi počasnejša od svetlobne hitrosti.

== Fiziološko zaznavanje svetlobe ==

Eno od pogostih vprašanj v fiziki je ali lahko [[človeško oko]] [[fiziologija|fiziološko]] zazna posamezen foton. Filtri [[živec|živcev]] dovoljujejo, da pride [[signal]] do [[možgani|možganov]] le, če v času 100 [[milisekunda|ms]] dospe do mrežnice pet do devet fotonov. Drugače ima tak signal preveč svetlobnega »[[šum]]a«.

== Sklici ==

{{sklici|3}}

== Viri ==

{{refbegin|1}}
* {{cite journal
 |author=Amsler, C. ([[Particle Data Group]])
 |year=2008 
 |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
}}
{{refend}}

== Zunanje povezave ==

{{Wikislovar|foton|Foton}}

{{normativna kontrola}}

[[Kategorija:Jedro in osnovni delci]]
[[Kategorija:Fizika osnovnih delcev]]
[[Kategorija:Umeritveni bozoni]]
[[Kategorija:Optika]]