Un fotón que viaja en el vacío es un paquete discreto de energía distribuida en el espacio, de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, y que viaja a la velocidad c en relación con todo lo demás.
Tiene una energía E = hf; y c = fw E = energía, f = frecuencia, w = longitud de onda.
‘h’ es de hecho constante (constante de Planck) en todas las condiciones.
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‘c’ es de hecho constante (velocidad máxima en el universo)
Pero la energía de un fotón no es constante y puede cambiar:
Al viajar fuera de un pozo de gravedad o un espacio en expansión (pierde energía),
Al dispersar un átomo (pierde energía)
O puede desaparecer por completo al ser absorbido por una partícula cargada.
En cada situación, su velocidad es constante (c), y su frecuencia está relacionada con cualquier energía que tenga cuando la mida de acuerdo con la ecuación anterior.
El impulso también cambia de acuerdo con reglas similares.
Entonces, la lección que debe aprender es que la energía y el impulso de los fotones no son constantes, ¡pero su velocidad sí lo es! La consecuencia es que sus cambios de frecuencia en cualquier forma que sea necesaria para conservar la energía total del sistema.