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Le photon - Qu'est-ce?

Le photon - Qu'est-ce?

Un photon est l'énergie quantique sous la forme d'un rayonnement électromagnétique émise ou absorbée par la matière.

Un photon est une particule élémentaire, le montant de toutes les formes de rayonnement électromagnétique, y compris la lumière. Il est la particule médiatrice de la force électromagnétique, même si statique par l'intermédiaire des photons virtuels.

Le photon a zéro masse au repos et par conséquent les interactions de cette force fondamentale sont observables à la fois microscopique et macroscopique.

Comme toutes les particules élémentaires, les photons sont expliqués dans la mécanique quantique, mais présentent dualité onde-particule, présentant simultanément les propriétés des ondes et des particules. Par exemple, une lentille peut réfracter un photon unique dans le processus et d'interférer avec elle-même comme une vague, ou peut agir comme une particule ayant une position définie et la quantité de mouvement mesurable.

Les propriétés des ondes et photons quantique est deux aspects observables du même phénomène et sa nature ne peuvent pas être décrits en termes de tout modèle mécanique, de sorte que la représentation de cette double propriété de la lumière, ce qui suppose que l'énergie on concentre en certains points de la surface d'onde, il est également impossible. Quanta dans une onde lumineuse ne peut pas être situé dans l'espace; Il prend note de certains paramètres physiques définis photon.

Le photon a un spin égal à 1 et, par conséquent, est un boson; que sa masse reste est nul, l'hélicité du photon ne peut être que 1 ou -1, mais pas 0.

Le photon est représenté par le symbole γ.

L'histoire du photon

Le concept moderne du photon a été développé de manière progressive à Albert Einstein au début du XXe siècle pour expliquer les observations expérimentales qui ne correspondaient pas au modèle classique de la lumière comme une onde électromagnétique.

Le modèle de photons correspond au fait que l'énergie lumineuse dépendant de la fréquence et explique la capacité de la matière et le rayonnement électromagnétique à être en équilibre thermique. En outre, le modèle de photons a également expliqué certaines observations anormales comme rayonnement du corps noir d'autres physiciens, notamment Max Planck, avaient tenté d'expliquer en utilisant des modèles semiclassiques.

Dans le modèle de Planck, la lumière a été décrit par les équations de Maxwell, mais les objets matériels qui ont émis et absorbés lumière fait en paquets discrets d'énergie. Bien que ces modèles semiclassiques ont contribué au développement de la mécanique quantique, plusieurs expériences ultérieures en commençant par l'effet Compton hypothèse d'Einstein valide que la lumière elle-même est quantifiée.

En 1926 Frithiof Wolfers physicien et chimiste optique Gilbert N. Lewis a inventé le terme "photon" par ces particules. Après Arthur H. Compton a remporté le prix Nobel en 1927 pour ses études de dispersion, la plupart des scientifiques admis que quanta de lumière ont une existence indépendante et le nom photon par ces quelques accepté.

La physique des particules de photons

Dans le modèle standard de la physique des particules, les photons et autres particules élémentaires sont décrites comme une conséquence nécessaire du fait que les lois de la physique ont une certaine symétrie dans l'espace-temps. Les propriétés intrinsèques des particules, comme la charge électrique, de masse et de spin sont déterminées par les propriétés de cette symétrie de jauge.

Le concept de photon a conduit à des progrès de grande envergure en physique théorique et expérimentale, tels que les lasers, le condensat de Bose-Einstein, la théorie quantique des champs et l'interprétation probabiliste de la mécanique quantique. Il a été appliqué dans la photochimie, en microscopie à haute résolution et de mesure des distances moléculaires. Récemment, les photons ont été étudiés en tant qu'éléments d'ordinateurs quantiques et leurs applications dans l'imagerie optique et communication optique tels que la cryptographie quantique.

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Dernier examen: 13 mars 2017

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