Квадрат скорости света

Впервые четко о фотоне как частице высказался А. Эйнштейн в 1905 г. Поскольку фотон имеет энергию и количество движения, то он обладает и массой, равной

ТЕго энергии, деленной на квадрат скорости света. Но у него нет массы покоя. Фотон невозможно представить покоящимся, он всегда летит со скоростью света. Спин фотона, его собственный момент количества движения, равен единице. Поэтому он в отличие от фермионов не подчиняется принципу Паули. В любом состоянии, например в заданном объеме, может быть сколько угодно совершенно одинаковых фотонов.

Существование у фотона спина, равного единице, влияет на спектры света, испускаемые атомами. Свет, как это уже говорилось, испускается при переходе электрона с верхнего уровня в атоме на один из нижних. При испускании фотона легко выполняются законы сохранения энергии и количества движения. Но в механике, в поле центральных сил,— а в таком поле находятся электроны в атоме,— должен выполняться также и закон сохранения момента количества движения. Фотон, унося из атома момент количества движения, равный его спину, должен изменить момент количества движения в атоме. Одним из способов такого изменения может быть уменьшение на единицу орбитального момента количества движения электрона на оболочке. Поэтому в сложных атомах испускание света и вообще электронные переходы происходят при дополнительном условии: при испускании фотона орбитальный момент количества движения должен изменяться на единицу. Поэтому, например, возможны переходы с верхних Р-уров — ней на нижние 5-уровни или переходы с D— на Р-уровни, но запрещены переходы 5—>S или Р—>Р. В последнем случае неоткуда взяться моменту количества движения для образования спина фотона. Но бывают и исключения. Например, в атоме водорода, когда и электрон и протон имеют спины, равные 72, момент количества движения, необходимый для образования спина фотона, может появиться, если вначале, до излучения фотона, спины электрона и протона были антипараллельны, а после испускания фотона — параллельны.