光子

こうし

光子とは、光（電磁波）を粒子としてとらえたときの最小単位であり、エネルギーと運動量をもつ粒子である。
光は波の性質と粒子の性質の両方をもつが、その粒子としての側面を表すのが光子である。

光は連続した波のようにも見えるが、実際にはエネルギーが細かいかたまりとしてやりとりされる。
たとえば光電効果では、光が金属に当たると電子が飛び出すが、これは光子が1個ずつ電子にエネルギーを与えていると考えると理解しやすい。

光子のエネルギー \(E\) は振動数 \(f\) に比例し、次の式で表される。

\[E = h f\]

ここで、
\(E\) はエネルギー（J）
\(h\) はプランク定数
\(f\) は振動数（Hz）である。

また、光子のエネルギーは波長 \(\lambda\) を用いて次のようにも表される。

\[E = \frac{h c}{\lambda}\]

ここで、
\(c\) は光速（m/s）
\(\lambda\) は波長（m）である。

分野：原子