Si los fotones tienen impulso y pueden empujar algo, ¿es constante la energía del fotón o se ve afectada después de una colisión?

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.

‘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.

No tengo credenciales, y soy nuevo en física cuántica, pero aquí va.

Los fotones no pueden “colisionar” con nada, solo pueden ser absorbidos. Cuando un fotón es absorbido por algo, se absorbe completamente o no se absorbe en absoluto. En el ejemplo de un fotoelectrón (el término de un electrón que acaba de absorber un fotón), el electrón absorbe todo el fotón y sale a un nuevo nivel de energía (también llamado “orbital”). Si el fotón no transporta la cantidad específica de energía requerida para excitar el electrón a un orbital específico, simplemente lo atraviesa, es imposible absorber “parcialmente” un fotón.

Los fotones, como he escuchado, viajan a la velocidad de la luz a través de un vacío, en cuanto a las fuerzas que podrían ralentizarlo, soy ajeno.

Con todo, los fotones no se ralentizan y no pierden energía después de una colisión porque una “colisión” provocará que el fotón sea completamente absorbido (y por lo tanto ya no sea un fotón), o pase directamente a través de él. Ahora, lo entregaré a los físicos realmente acreditados.

https://www.khanacademy.org/scie

Usaré [math] c = h = 1 [/ math] simplicidad.

En relatividad especial, la invariancia de Lorentz es [matemática] m ^ 2 [/ matemática] [matemática] = E ^ 2-p ^ 2 [/ matemática], donde [matemática] p [/ matemática] es momento, [matemática] E [/ math] es energía de partículas y [math] m [/ math] es la masa invariante. Se sigue trivialmente que para un fotón, [matemática] E = | p | [/ matemática] y [matemática] m = 0 [/ matemática]. El momento de los fotones cambiará (y la energía, por supuesto) cuando golpee un plano con un ángulo [matemático] \ theta [/ matemático]. Este es el origen de la presión de radiación de reflexión, ya que estos fotones ejercerán una fuerza en el plano por la segunda ley de Newton. La presión de radiación viene dada por [matemáticas] \ begin {ecation} p = 2 \ frac {I_ \ gamma} {c} \ cos ^ 2 \ theta \ end {ecation} [/ math]. Aquí, [matemáticas] I [/ matemáticas] es el flujo de energía de los rayos de luz (ondas EM), y escribo [matemáticas] c [/ matemáticas], la velocidad de la luz explícitamente.

No conozco la respuesta a su pregunta, pero encontré un enlace que podría ser de su interés, que se llama “Pregúntele a un físico matemático”, es una especie de foro de sala de chat P: ¿Cómo pueden los fotones tener energía e impulso, pero no ¿masa? Espero que al leerlo en su totalidad comprenda mejor y espero que esta ayuda le ayude a encontrar la respuesta que busca.