Енергия и импулс на фотона

Енергия и импулс на фотона. Корпускулярно-вълнови свойства на микрочастиците.
Вълни на дьо Бройл. Експериментално потвърждение
Енергия и импулс на фотона
От разгледаните дотук явления, свързани със светлината и изобщо с електромагнитните вълни
(интерференция, дифракция, поляризация, топлинно излъчване, фотоефект), става ясно, че в определени
случаи електромагнитните вълни (в частност светлината) се проявяват като вълни, а в други  като
поток от частици (кванти). Според съвременната квантова теория за светлината тези две диаметрално
противоположни гледни точки могат да се обединят, като на съответните вълнови характеристики (напр.
честота и дължина на вълната) се съпоставят корпускулярни (енергия, импулс). Всеки фотон може да се
характеризира с енергия и импулс, определени от следните формули:
(1) ;
22
hE hf h
E hf p
hk
c
k
c

     




 ,
където 2
h

 е т.нар. рационализирана константа на Планк, а  и k – съответно кръговата честота и
вълновото число на електромагнитната вълна. Така енергията и интензитетът на електромагнитната
вълна са пропорционални на броя на фотоните (E=nE), което беше същественото в квантовата хипотеза
на Планк за топлинното излъчване и квантовото обяснение на законите на фотоефекта от Айнщайн.
Електромагнитната вълна също така притежава импулс, пропорционален на вълновото ѝ число, който е
насочен по посока на разпространението ѝ, следователно светлината трябва да упражнява и налягане –
факт, който е установен експериментално в началото на 20 век от руския физик Лебедев.
По този начин, чрез зависимостите (1), окончателно се утвърждава квантовата хипотеза за характера
на светлината и изобщо на електромагнитното лъчение – т. нар. корпускулярно-вълнов