โฟตอน

โฟตอน (อังกฤษ: Photon) หรือ อนุภาคของแสง เป็นการพิจารณาแสงในลักษณะของอนุภาค เนื่องจากในทางฟิสิกส์นั้น คลื่นสามารถประพฤติตัวเหมือนอนุภาคเมื่ออยู่ในสภาวะใดสภาวะหนึ่ง ซึ่งในทางตรงกันข้ามอนุภาคก็แสดงสมบัติของคลื่นได้เช่นกัน เรียกว่าเป็นคุณสมบัติทวิภาคของคลื่น-อนุภาค (อังกฤษ: wave–particle duality) ดังนั้นเมื่อพิจารณาแสงหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะอนุภาค อนุภาคนั้นถูกเรียกว่า โฟตอน

ทั้งนี้การพิจารณาดังกล่าวเกิดจากการศึกษาปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่โลหะปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกมาเมื่อถูกฉายด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างเช่น รังสีเอกซ์ (X-ray) อิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาถูกเรียกว่า โฟโตอิเล็กตรอน (photoelectron) ปรากฏการณ์ดังกล่าวถูกเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Hertz Effect ตามชื่อของผู้ค้นพบ คือ นาย ไฮน์ริช เฮิร์ตซ์

โฟตอนมีปฏิยานุภาค คือ ปฏิโฟตอน (อังกฤษ: Anti-Photon) ซึ่งมีสปินเหมือนอนุภาคต้นแบบทุกประการ โฟตอนจึงเป็นปฏิยานุภาคของตัวมันเอง

คุณสมบัติทางกายภาพ

 

ทรงกรวยแสดงค่าเป็นไปได้ของคลื่น 4 เวกเตอร์ของโฟตอน สีเขียวและสีครามเป็นตัวแทนของการโพลาไรซ์ด้านซ้ายและขวา

โฟตอนปราศจากมวล, ไม่มีประจุไฟฟ้า และเสถียร โฟตอนมีสถานะโพลาไรซ์ที่เป็นไปได้สองสถานะและอธิบายได้โดยตัวแปรที่มีความต่อเนื่องสามตัว: เป็นส่วนประกอบของเวกเตอร์คลื่นซึ่งกำหนดความยาวคลื่น λ และทิศทางของการแพร่กระจายของมัน โฟตอนคือเกจโบซอนสำหรับแรงแม่เหล็กไฟฟ้า และดังนั้นจำนวนควอนตัมอื่น ๆ ทั้งหมดของโฟตอน (เช่นจำนวนเลปตอน (lepton number), จำนวนแบริออน (baryon number) และจำนวนเฟลเวอร์ควอนตัม (flavour quantum numbers)) จึงเป็นศูนย์

โฟตอนจะถูกปลดปล่อยออกมาในกระบวนการทางธรรมชาติมากมาย

หมายเหตุ

1. มวลของโฟตอนเชื่อว่าจะเป็นศูนย์อย่างชัดเจนตามที่มีการทดลองและการพืจารณาทางทฤษฎีที่ได้อธิบายไว้ในบทความนี้ บางแหล่งข้อมูลยังกล่าวถึงหลักการ มวลเคลื่อนที่สัมพันธ์ ซึ่งเป็นแค่พลังงานที่มีขนาดเป็นหน่วยของมวล สำหรับโฟตอนที่มีความยาวคลื่น λ หรือพลังงาน E นี่เป็น h/λc หรือ E/c² ค่านี้สำหรับ "มวล" ไม่ถูกใช้กันทั่วไปในด้านวิทยาศาสตร์อีกต่อไป ข้อมูลเพิ่มเติม: What is the mass of a photon? http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ParticleAndNuclear/photon_mass.html

อ้างอิง

1. Kobychev, V.V. (2005). "Constraints on the photon charge from observations of extragalactic sources". Astronomy Letters. 31 (3): 147–151. arXiv:hep-ph/0411398. Bibcode:2005AstL...31..147K. doi:10.1134/1.1883345. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)