Foton: Perbedaan antara revisi

'''Foton''' adalah [[partikel elementer]] dalam fenomena [[elektromagnetik]]. Biasanya foton dianggap sebagai pembawa [[radiasi]] elektromagnetik, seperti cahaya, gelombang radio, dan [[Sinar-X]]. Foton berbeda dengan partikel elementer lain seperti [[elektron]] dan [[quark]], karena ia tidak bermassa dan dalam ruang vakum foton selalu bergerak dengan kecepatan cahaya, ''c''. Foton memiliki baik sifat gelombang maupun partikel ("[[dualisme gelombang-partikel]]").

Sebagai gelombang, satu foton tunggal tersebar di seluruh ruang dan menunjukkan fenomena gelombang seperti [[pembiasan]] oleh lensa dan [[interferensi]] destruktif ketika gelombang terpantulkan saling memusnahkan satu sama lain.

di mana ''<math>h''</math> adalah konstanta Planck, ''<math>c''</math> adalah laju cahaya, dan <math>\lambda</math> adalah panjang gelombangnya.

Selain energi partikel foton juga membawa [[momentum]] dan memiliki [[polarisasi]]. Foton mematuhi hukum [[mekanika kuantum]], yang berarti kerap kali besaran-besaran tersebut tidak dapat diukur dengan cermat. Biasanya besaran-besaran tersebut didefinisikan sebagai probabilitas mengukur polarisasi, posisi, atau momentum tertentu.

</ref><ref name="Einstein1916a">{{de}}{{cite journal | last = Einstein | first = A | authorlink = Albert Einstein | year = 1916a | title = Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie | journal = Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft | volume = 18 | pages = 318}}</ref><ref name="Einstein1916b">{{de}}{{cite journal | last = Einstein | first = A | authorlink = Albert Einstein | year = 1916b | title = Zur Quantentheorie der Strahlung | journal = Mitteilungen der Physikalischen Geselschaft zu Zürich | volume = 16 | pages = 47}} juga ''Physikalische Zeitschrift'', '''18''', 121–128 (1917). </ref> untuk menjelaskan pengamatan eksperimental yang tidak memenuhi model klasik untuk cahaya. Model foton khususnya memperhitungkan ketergantungan energi cahaya terhadap frekuensi, dan menjelaskan kemampuan [[materi]] dan radiasi elektromagnetik untuk berada dalam [[kesetimbangan termal]]. Fisikawan lain mencoba menjelaskan anomali pengamatan ini dengan ''model semiklasik'', yang masih menggunakan [[persamaan Maxwell]] untuk mendeskripsikan cahaya. Namun dalam model ini objek material yang mengemisi dan menyerap cahaya dikuantisasi. Meskipun model-model semiklasik ini ikut menyumbang dalam pengembangan [[mekanika kuantum]], percobaan-percobaan lebih lanjut membuktikan [[hipotesis]] Einstein bahwa ''cahaya itu sendirilah'' yang terkuantisasi. Kuantum cahaya adalah ''foton''.

Konsep foton telah membawa kemajuan berarti dalam fisika teoretis dan eksperimental, seperti [[laser]], [[kondensasi Bose-Einstein]], [[teori medan kuantum]], dan interpretasi probabilistik dari mekanika kuantum. Menurut model standar fisika partikel, foton bertanggung jawab dalam memproduksi semua [[medan listrik]] dan [[medan magnet,]] dan foton sendiri merupakan hasil persyaratan bahwa hukum-hukum fisika memiliki kesetangkupan pada tiap titik pada [[ruang-waktu]]. Sifat-sifat intrinsik foton seperti [[muatan listrik]], [[massa]] dan [[spin]] ditentukan dari kesetangkupan ''gauge'' ini.

Konsep foton diterapkan dalam banyak area seperti [[fotokimia]], mikroskopi resolusi tinggi, dan pengukuran jarak molekuler. Baru-baru ini foton dipelajari sebagai unsur [[komputer kuantum]] dan untuk aplikasi canggih dalam komunikasi optik seperti [[kriptografi kuantum]]

Foton tidak bermassa, <ref name="rel_mass"> Massa foton dipercaya persis nol, didasarkan pada alasan-alasan teoretis dan eksperimental yang dijelaskan dalam artikel tersebut. Sebagian sumber juga merujuk pada konsep [[massa relativistik]], yang merupakan energi yang diukur dalam satuan massa. Untuk foton dengan [[panjang gelombang]] ''λ" atau energi ''E'', ini adalah ''h/λc'' atau ''E''/''c''². Pemakaian istilah massa seperti ini tidak lagi umum dalam literatur ilmiah.</ref> tidak memiliki [[muatan listrik]]<ref name="chargeless">{{cite journal | last = Kobychev | first = V V | coauthors = Popov, S B | year = 2005 | title = Constraints on the photon charge from observations of extragalactic sources | journal = Astronomy Letters | volume = 31 | pages = 147–151|doi = 10.1134/1.1883345 }}</ref>, dan tidak meluruh secara spontan di ruang hampa. Sebuah foton memiliki dua keadaan polarisasi yang dimungkinkan, dan dapat dideskripsikan dengn tiga parameter kontinu: komponen-komponen [[vektor gelombang]], yang menentukan panjang gelombangnya (<math>\lambda</math>) dan arah perambatannya. Foton adalah boson ''gauge'' untuk [[elektromagnetisme]], dan sebab itu semua bilangan kuantum lainnya seperti [[bilangan lepton]], [[bilangan baryon]], atau ''[[strangeness]]'' bernilai persis nol.

Foton diemisikan dalam banyak proses alamiah, contohnya ketika muatan dipercepat, saat transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih rendah, atau ketika sebuah partikel dan [[antipartikel]] bertumbukan dan saling memusnahkan. FontonFoton diserap dalam proses dengan waktu mundur (time-reversed) yang berkaitan dengan yang sudah disebut di atas: contohnya dalam produksi pasangan partikel-antipartikel, atau dalam transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih tinggi.