Номер 2, страница 174 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

2. Что называется фотоном? Перечислите основные свойства фотона.

Фотон — это фундаментальная, безмассовая элементарная частица, которая является квантом электромагнитного поля, включая электромагнитное излучение (например, свет), и выступает переносчиком электромагнитного взаимодействия. Концепция фотона, разработанная на основе работ Макса Планка и Альберта Эйнштейна, является центральной для квантовой физики.

К основным свойствам фотона относятся:

• Корпускулярно-волновой дуализм: Фотон одновременно проявляет свойства и частицы, и волны. Он может поглощаться и испускаться как единое целое (частица), но при распространении в пространстве демонстрирует волновые свойства, такие как интерференция и дифракция.
• Масса и заряд: Масса покоя фотона равна нулю ($m_0=0$), и он не имеет электрического заряда ($q=0$). Из-за нулевой массы покоя фотон не может находиться в состоянии покоя и в вакууме всегда движется со скоростью света.
• Скорость: В вакууме фотон движется со скоростью света $c$, являющейся фундаментальной физической постоянной ($c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с). В среде скорость света уменьшается.
• Энергия: Энергия фотона $E$ прямо пропорциональна частоте $\nu$ и обратно пропорциональна длине волны $\lambda$ соответствующего ему электромагнитного излучения. Она вычисляется по формуле Планка: $E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$ где $h$ — постоянная Планка.
• Импульс: Несмотря на отсутствие массы покоя, фотон обладает импульсом $p$. Величина импульса связана с его энергией и длиной волны: $p = \frac{E}{c} = \frac{h}{\lambda}$ Импульс фотонов объясняет явление светового давления.
• Спин: Фотон является бозоном, его спин (собственный момент импульса) равен 1 (в единицах редуцированной постоянной Планка $\hbar$).
• Стабильность: Фотон — стабильная частица, он не распадается самопроизвольно. Он может существовать неограниченно долго, пока не провзаимодействует с другим объектом (например, не будет поглощен атомом).
• Электрическая нейтральность: Будучи незаряженным, фотон не отклоняется под действием статических электрических и магнитных полей.

Ответ: Фотон — это квант электромагнитного поля, элементарная частица, являющаяся переносчиком электромагнитного взаимодействия. К основным свойствам фотона относятся: корпускулярно-волновой дуализм; нулевая масса покоя и нулевой электрический заряд; движение со скоростью света в вакууме; наличие энергии ($E=h\nu$) и импульса ($p=h/\lambda$), зависящих от его частоты; спин, равный 1; стабильность и электрическая нейтральность.