¿Qué es un Fotón en Física?

¿Qué es un Fotón en Física?

Los fotones son un “paquete de energía”

Un fotón es una partícula de luz, la cual es definida como un haz discreto o cuántico de energía electromagnética. Los fotones siempre se encuentran en movimiento y, en un vació, posee una velocidad de forma constante de luz para todos los que la observan. Los fotones viajan a la velocidad del vacio de la luz (velocidad de la luz) de c = 2.998 x 10 8 m/s.

Propiedades Básicas de los Fotones

Segun la teoria fotonica de la luz, los fotones pueden:

  1. Comportarse como una partícula y como una ola, de forma simultanea.
  2. Moverse a una velocidad de forma constante, c = 2.9979 x 10 8 m/s (o sea, a la velocidad de la luz) por el espacio.
  3. Tener una masa cero y energía en reposo.
  4. Llevar energía y el momento, lo cual también se relaciona con la frecuencia (nu) y la longitud de onda (Lamdba) de la onda electromagnética, tal como se expresa en la siguiente ecuación E = h nu y p = h/lambda.
  5. Puede ser destruida/creada cuando la radiación es absorbida/emitida.
  6. Puede tener interacciones similares a las partículas, es decir, colisiones con electrones y otras partículas, como es en el efecto Compton en donde las partículas de luz chocan con átomos, provocando que se liberen electrones.

Historia de los fotones

El termino fotón fue introducido por Gilbert Lewis en el año 1926. Pero, el concepto de la luz en forma de partículas discreta, ya existía hace siglos y se había formalizado en la construcción de Newton de la ciencia de la óptica.

En la década de 1800, las propiedades ondulatorias de la luz (radiación electromagnética) se convirtieron muy obvias y los científicos arrojaron la teoría de las partículas de luz por la ventana. No fue hasta que Albert Einstein explico el efecto fotoeléctrico y ahí se dieron cuenta que la energía de la luz tenia que ser cuantificada para que regresara la teoría de partículas.

La luz posee propiedades de una partícula y una onda. Sin duda, fue uno de los descubrimientos mas asombrosos, el cual esta fuera del ámbito de como percibimos las cosas normalmente. Para tener una idea, es como si unas bolas de billar actuaran siendo partículas, mientras que los océanos actúan como ondas. Los fotones actúan como una partícula y una onda todo el todo el tiempo.

Uno de los efectos de dicha dualidad onda-partícula es que los fotones, aunque sean tratados como partículas, pueden ser calculados para tener frecuencia, longitud de onda, amplitud y otros tipos de propiedades inherentes a la mecánica ondulatoria.

Otros Datos sobre fotones

Un fotón es una partícula elemental, la cual no posee una masa. No puede ser descompuesto por si solo, aunque la energía del fotón puede ser transferida o creada al interactuar con otras partículas. Los fotones son electricamente neutros y son una de las partículas mas raras, siendo idénticas a sus antiparticulas, los antifotones.

Los fotones son partículas de spin-1, lo cual los convierte en bosones, posee un eje de giro que es paralelo a la dirección de su desplazamiento (ya sea hacia adelante o hacia atrás, dependerá si es un fotón izquierdo o derecho). Dicha característica es la que permite la polarización de la luz.

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