فوتون
الفوتون جسيم أولي حامل للتفاعل الكهرومغناطيسي. ليس له كتلة سكون ولا شحنة كهربائية، لذلك يتحرك دائماً بسرعة الضوء في الفراغ. تزداد طاقة الفوتون E = hν مع تردد الإشعاع، ويتناسب الزخم عكساً مع طول الموجة. تبادل الفوتونات هو ما يجعل الجسيمات المشحونة تتجاذب أو تتنافر.
التاريخ
في ستينيات القرن التاسع عشر، استنتج ماكسويل أن الضوء موجات كهرومغناطيسية. ثم أظهر بلانك وأينشتاين أن طاقة الإشعاع تنتقل على شكل حصص. في عام 1923 أكد كومبتون تجريبياً أن هذه الحصص، المسماة فوتونات، تتصرف كجسيمات عند التصادم مع الإلكترونات.
كيف يعمل
ينقل الفوتون الطاقة، مولّداً تذبذبات كهرومغناطيسية. عند سقوطه على مادة، يمكن أن يقتلع الفوتون إلكتروناً — مثل كرة تُلقى في الماء فتُخرج رذاذاً (التأثير الكهروضوئي). عندما تكون الفوتونات كثيرة، تتداخل فيما بينها، محدثة تعزيزاً وإضعافاً للضوء — نمط تداخل، مثل الدوائر المتفرقة على الماء من حجرين.
💡 تستطيع العين المدربة التقاط فوتون واحد — أصغر تجمع من الضوء. لكن الدماغ عادةً يفلتر هذه الإشارات لكي لا يغرق في الضوضاء.