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<!DOCTYPE html>

<title>Photon</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Photon</h1>

</header>

</div>

Photon (γ)

</th></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#999999; color:#FFFFFF;">Klassifikation

</th></tr>

<tr>

<th colspan="2"><a href="Elementarteilchen" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</a> <a href="Boson" title="Boson">Boson</a> <a href="Eichboson" title="Eichboson">Eichboson</a>

</th></tr>

<tr>

<th colspan="2" style="background:#999999; color:#FFFFFF;">Eigenschaften

</th></tr>

<tr>

<td><a href="Elektrische_Ladung" title="Elektrische Ladung">elektrische Ladung</a>

</td>

<td>neutral

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Masse</a>

</td>

<td>masselos

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Spin" title="Spin">Spin</a><a href="Parit%C3%A4t_(Physik)" title="Parität (Physik)">Parität</a>

</td>

<td>1−

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Fundamentale_Wechselwirkung" title="Fundamentale Wechselwirkung">Wechselwirkungen</a>

</td>

<td><a href="Elektromagnetische_Wechselwirkung" title="Elektromagnetische Wechselwirkung">elektromagnetisch</a>

</td></tr>

</tbody></table>

Photonen (von <a href="Altgriechische_Sprache" title="Altgriechische Sprache">altgriechisch</a> φῶς phōs „<a href="Licht" title="Licht">Licht</a>“; Einzahl „das Photon“), auch Lichtquanten oder Lichtteilchen, sind, anschaulich gesagt, die Energie-„Pakete“, aus denen <a href="Elektromagnetische_Welle" title="Elektromagnetische Welle">elektromagnetische Strahlung</a> besteht.

Physikalisch wird das Photon als <a href="Austauschteilchen" title="Austauschteilchen">Austauschteilchen</a> betrachtet. Nach der <a href="Quantenelektrodynamik" title="Quantenelektrodynamik">Quantenelektrodynamik</a> (QED) gehört es als Vermittler der elektromagnetischen Wechselwirkung zu den <a href="Eichboson" title="Eichboson">Eichbosonen</a> und ist somit ein <a href="Elementarteilchen" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</a>. Das Photon hat keine <a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Masse</a>, aber eine <a href="Energie" title="Energie">Energie</a> und einen <a href="Impuls" title="Impuls">Impuls</a> – die beide proportional zu seiner <a href="Frequenz" title="Frequenz">Frequenz</a> sind – sowie einen <a href="#Spin">Drehimpuls</a>. Ist sein Aufenthalt auf ein System mit endlichem Volumen beschränkt, liefert es proportional zu seiner Energie einen Beitrag zur Masse des Systems.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Forschungsgeschichte">Forschungsgeschichte</h2></div>

Seit der Antike gab es verschiedene, einander teilweise widersprechende Vorstellungen von der Natur des Lichts. Bis Anfang des <a href="19._Jahrhundert" title="19. Jahrhundert">19. Jahrhunderts</a> konkurrierten <a href="Wellenoptik" title="Wellenoptik">Wellen</a>- und <a href="Korpuskeltheorie" title="Korpuskeltheorie">Teilchentheorien</a> miteinander (siehe Abschnitt <a href="Licht#Geschichte" title="Licht">Geschichte</a> im Artikel <a href="Licht" title="Licht">Licht</a>). Dann schien die Wellennatur des Lichts durch viele Phänomene (z. B. <a href="Interferenz_(Physik)" title="Interferenz (Physik)">Interferenz</a>- und <a href="Polarisation" title="Polarisation">Polarisationserscheinungen</a>) bewiesen, und das Licht wurde durch die 1867 aufgestellten <a href="Maxwell-Gleichungen" title="Maxwell-Gleichungen">Maxwellschen Gleichungen</a> als elektromagnetische Welle verstanden. Daneben gab es auch Indizien für einen Teilchencharakter. Ein historisch wichtiges Experiment hierzu war im Jahre 1887 die Beobachtung des <a href="Photoelektrischer_Effekt" title="Photoelektrischer Effekt">Photoelektrischen Effekts</a> durch <a href="Heinrich_Hertz" title="Heinrich Hertz">Heinrich Hertz</a> und <a href="Wilhelm_Hallwachs_(Physiker)" title="Wilhelm Hallwachs (Physiker)">Wilhelm Hallwachs</a>.

Die Entdeckung der Quantisierung der elektromagnetischen Strahlung ging im Jahr 1900 vom <a href="Plancksches_Strahlungsgesetz" title="Plancksches Strahlungsgesetz">planckschen Strahlungsgesetz</a> aus, das die <a href="W%C3%A4rmestrahlung" title="Wärmestrahlung">Wärmestrahlung</a> eines <a href="Schwarzer_K%C3%B6rper" title="Schwarzer Körper">schwarzen Körpers</a> beschreibt. Um dieses Gesetz theoretisch erklären zu können, musste <a href="Max_Planck" title="Max Planck">Max Planck</a> annehmen, dass die Oberfläche des schwarzen Körpers zu jeder Frequenz nur <a href="Quantelung" title="Quantelung">diskrete</a>, zu ihr proportionale Energiemengen mit dem elektromagnetischen <a href="Feld_(Physik)" title="Feld (Physik)">Feld</a> austauschen kann. Planck selbst stellte sich allerdings nur den Energieaustausch quantisiert vor, noch nicht die elektromagnetische Strahlung an sich.

<a href="Albert_Einstein" title="Albert Einstein">Albert Einstein</a> stellte dann 1905 in seiner Publikation zum <a href="Photoelektrischer_Effekt" title="Photoelektrischer Effekt">photoelektrischen Effekt</a> die <a href="Quantenhypothese" title="Quantenhypothese">Lichtquantenhypothese</a> auf. Ihr zufolge ist Licht ein Strom von „in Raumpunkten lokalisierten Energiequanten, welche sich bewegen, ohne sich zu teilen, und nur als Ganze absorbiert und erzeugt werden können“.<a href="#cite_note-1">[1]</a> Aufgrund verbreiteter Zweifel an diesen Ansichten wurden diese Arbeiten erst 1919<a href="#cite_note-2">[Anm. 1]</a> (Planck) und 1922<a href="#cite_note-3">[Anm. 2]</a> (Einstein) mit dem <a href="Nobelpreis" title="Nobelpreis">Nobelpreis</a> ausgezeichnet.

Vielfach wurde der Teilchencharakter der elektromagnetischen Strahlung aber weiterhin bezweifelt, bis <a href="Arthur_Holly_Compton" title="Arthur Holly Compton">Arthur Compton</a> und <a href="Walter_Bothe" class="mw-redirect" title="Walter Bothe">Walter Bothe</a> in den Jahren 1923–1925 nachweisen konnten, dass Röntgenstrahlung auf einzelne Elektronen genau so wirkt wie der Beschuss mit einzelnen Teilchen, deren Energien und Impulse Werte wie Lichtquanten entsprechend der Wellenlänge der benutzten Röntgenstrahlen haben. Für die Entdeckung und <a href="Interpretation" title="Interpretation">Interpretation</a> des nach ihm benannten <a href="Compton-Effekt" title="Compton-Effekt">Compton-Effekts</a> erhielt Compton 1927 (als einer von zwei Ausgezeichneten) den Nobelpreis für Physik.

Die formale Quantentheorie des Lichtes wurde seit 1925, beginnend mit Arbeiten von <a href="Max_Born" title="Max Born">Max Born</a>, <a href="Pascual_Jordan" title="Pascual Jordan">Pascual Jordan</a> und <a href="Werner_Heisenberg" title="Werner Heisenberg">Werner Heisenberg</a>, entwickelt. Die heute gültige Theorie der elektromagnetischen Strahlung ist die <a href="Quantenelektrodynamik" title="Quantenelektrodynamik">Quantenelektrodynamik</a> (QED); sie beschreibt auch die Lichtquanten. Sie geht in ihren Anfängen auf eine Arbeit von <a href="Paul_Dirac" title="Paul Dirac">Paul Dirac</a> im Jahre 1927 zurück, in der die Wechselwirkung von quantisierter elektromagnetischer Strahlung mit einem Atom analysiert wird.<a href="#cite_note-4">[2]</a> Die QED wurde in den 1940er Jahren entwickelt und 1965 mit der Verleihung des <a href="Nobelpreis_f%C3%BCr_Physik" title="Nobelpreis für Physik">Nobelpreises für Physik</a> an <a href="Richard_Feynman" title="Richard Feynman">Richard Feynman</a>, <a href="Julian_Seymour_Schwinger" title="Julian Seymour Schwinger">Julian Schwinger</a> und <a href="Shin%E2%80%99ichir%C5%8D_Tomonaga" title="Shin’ichirō Tomonaga">Shin’ichirō Tomonaga</a> gewürdigt. In der QED ist das elektromagnetische Feld selbst quantisiert und das Photon seine elementare Anregung.

Albert Einstein schrieb 1951 in einem Brief an seinen Freund <a href="Michele_Besso" title="Michele Besso">Michele Besso</a>:

„Die ganzen 50 Jahre bewusster Grübelei haben mich der Antwort der Frage ‚Was sind Lichtquanten‘ nicht näher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er täuscht sich …“<a href="#cite_note-5">[3]</a>

</blockquote>

</div></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bezeichnung">Bezeichnung</h2></div>

Das Wort Photon leitet sich vom griechischen Wort für Licht, φῶς (phôs), ab. Der Name war durch verschiedene Autoren schon seit 1916 für eine kleine Energiemenge, die einen photochemischen oder photoelektrischen Effekt auslösen kann, eingeführt worden, wurde aber kaum beachtet.<a href="#cite_note-6">[4]</a> Max Planck z. B. sprach in seiner Nobelpreisrede 1920 noch von „Lichtquanten“. Endgültig wurde der Name durch Arthur Compton bekannt gemacht, der sich dabei auf eine Veröffentlichung des Chemikers <a href="Gilbert_Newton_Lewis" title="Gilbert Newton Lewis">Gilbert Newton Lewis</a> im Jahre 1926 berief.<a href="#cite_note-7">[5]</a> Lewis verwandte den Begriff im Rahmen eines von ihm vorgeschlagenen Modells der Wechselwirkung von Atomen mit Licht. Dieses Modell sah unter anderem fälschlich eine Erhaltung der Photonenzahl vor und wurde allgemein nicht anerkannt.

Für das Photon wird im Allgemeinen das Symbol <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \ \gamma }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \ \gamma }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/57de5c32b37504bd34237a872700f33da1611bc3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:1.843ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \ \gamma }" loading="lazy"> (<a href="Gamma" title="Gamma">gamma</a>) verwendet. In der <a href="Hochenergiephysik" title="Hochenergiephysik">Hochenergiephysik</a> ist dieses Symbol allerdings für die hochenergetischen Photonen der <a href="Gammastrahlung" title="Gammastrahlung">Gammastrahlung</a> (Gamma-Quanten) reserviert, und die in diesem Zweig der Physik ebenfalls relevanten <a href="R%C3%B6ntgenstrahlung" title="Röntgenstrahlung">Röntgen</a>photonen erhalten häufig das Symbol X (von X-Strahlen und Englisch: X-ray).

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Energiegehalt">Energiegehalt</h2></div>

Jegliche elektromagnetische Strahlung, von <a href="Radiowelle" title="Radiowelle">Radiowellen</a> bis zur <a href="Gammastrahlung" title="Gammastrahlung">Gammastrahlung</a>, ist in Photonen <a href="Quantelung" title="Quantelung">gequantelt</a>. Das bedeutet, dass die kleinstmögliche Energiemenge an elektromagnetischer Strahlung bestimmter Frequenz ein Photon ist.

Jedes Photon transportiert eine Energie <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4232c9de2ee3eec0a9c0a19b15ab92daa6223f9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.776ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E}" loading="lazy"> von:

<msub>

<mtext>photon</mtext>

</mrow>

</msub>

<mfrac>

<mrow>

</mrow>

</mfrac>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E_{\text{photon}}=h\cdot \nu ={\frac {h\cdot c}{\lambda }}\,,}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1d8c3ff11456baebc436dfa75b22adce9ec729e4.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.005ex; width:23.315ex; height:5.509ex;" alt="{\displaystyle E_{\text{photon}}=h\cdot \nu ={\frac {h\cdot c}{\lambda }}\,,}" loading="lazy"></dd></dl>

wobei <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \nu }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \nu }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c15bbbb971240cf328aba572178f091684585468.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.232ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \nu }" loading="lazy"> und <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \lambda }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \lambda }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b43d0ea3c9c025af1be9128e62a18fa74bedda2a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.355ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \lambda }" loading="lazy"> <a href="Frequenz" title="Frequenz">Frequenz</a> und <a href="Wellenl%C3%A4nge" title="Wellenlänge">Wellenlänge</a> des Lichts sind. Die Konstanten <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle c}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle c}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/86a67b81c2de995bd608d5b2df50cd8cd7d92455.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.007ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle c}" loading="lazy"> und <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle h}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle h}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b26be3e694314bc90c3215047e4a2010c6ee184a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.339ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle h}" loading="lazy"> sind die <a href="Lichtgeschwindigkeit" title="Lichtgeschwindigkeit">Lichtgeschwindigkeit</a> und die <a href="Planck-Konstante" title="Planck-Konstante">Planck-Konstante</a>.

Gibt man, wie in der Atom- und Teilchenphysik üblich, die Energie des Photons in <a href="Elektronenvolt" title="Elektronenvolt">Elektronenvolt</a> (eV) an, so ergibt sich:<a href="#cite_note-8">[6]</a><a href="#cite_note-9">[7]</a>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4232c9de2ee3eec0a9c0a19b15ab92daa6223f9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.776ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E}" loading="lazy"></td>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle =}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/505a4ceef454c69dffd23792c84b90f488543743.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.307ex; margin-bottom: -0.478ex; width:1.808ex; height:1.343ex;" alt="{\displaystyle =}" loading="lazy"></td>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle h\,\nu }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/154877fd768ef8c3a6223f7452c026cce5d4d66a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.958ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle h\,\nu }" loading="lazy"></td>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle =}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/505a4ceef454c69dffd23792c84b90f488543743.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.307ex; margin-bottom: -0.478ex; width:1.808ex; height:1.343ex;" alt="{\displaystyle =}" loading="lazy"></td>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mrow>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 4{,}136\cdot \,10^{-15}\,\mathrm {eV} \cdot (\nu /\mathrm {Hz} )}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/eb5bc5498273dddc25d68dc19f51eb291ff7705b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:24.664ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle 4{,}136\cdot \,10^{-15}\,\mathrm {eV} \cdot (\nu /\mathrm {Hz} )}" loading="lazy"></td>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \nu }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c15bbbb971240cf328aba572178f091684585468.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.232ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \nu }" loading="lazy"> = 241,8 THz

</td></tr>

<tr>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle =}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/505a4ceef454c69dffd23792c84b90f488543743.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.307ex; margin-bottom: -0.478ex; width:1.808ex; height:1.343ex;" alt="{\displaystyle =}" loading="lazy"></td>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle h\,c\,/\,\lambda }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/aae9f28552af4b80716fb1cb4346378852a52a3e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:6.025ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle h\,c\,/\,\lambda }" loading="lazy"></td>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle =}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/505a4ceef454c69dffd23792c84b90f488543743.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.307ex; margin-bottom: -0.478ex; width:1.808ex; height:1.343ex;" alt="{\displaystyle =}" loading="lazy"></td>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mrow>

</mrow>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 1{,}240\cdot \,10^{-6}\,\mathrm {eV} \,/\,(\lambda /\mathrm {m} )}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/fcc0eb6ac4cccf74bb8423e480558cca3bf9a236.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:23.383ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle 1{,}240\cdot \,10^{-6}\,\mathrm {eV} \,/\,(\lambda /\mathrm {m} )}" loading="lazy"></td>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \lambda }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b43d0ea3c9c025af1be9128e62a18fa74bedda2a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.355ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \lambda }" loading="lazy"> = 1,240 μm

</td></tr></tbody></table></dd></dl>

Beispiel: Rotes Licht mit 620 nm Wellenlänge hat eine Photonenenergie von ca. 2 eV.

Das Photon mit der bislang höchsten Energie, mehr als 100 TeV, wurde 2019 von chinesischen Wissenschaftlern aus einem Detektorfeld in Tibet vermeldet. Es stammte wahrscheinlich aus dem <a href="Krebsnebel" title="Krebsnebel">Krebsnebel</a>.<a href="#cite_note-10">[8]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

Photonen haben eine unendliche natürliche Lebensdauer, das heißt, sie unterliegen keinem spontanen Zerfall. Sie können aber bei einer Vielzahl physikalischer Prozesse erzeugt oder vernichtet werden.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Masse">Masse</h3></div>

Das Photon ist ein Elementarteilchen mit der <a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Masse</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m=0}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=0}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e57f21007575fd03e3be0da20af34d25829cc9a7.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:6.301ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle m=0}" loading="lazy">. Neben experimentellen Messungen, die diese Tatsache sehr gut belegen, ist sie auch theoretisch gut begründet.<a href="#cite_note-:0-11">[9]</a>

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Theoretische_Formulierung">Theoretische Formulierung</h4></div>

<dl><dt>Relativistische Kinematik</dt></dl>

Das Photon ist das <a href="Quant" title="Quant">Quant</a> des elektromagnetischen Feldes und verhält sich deshalb nach den Bewegungsgleichungen dieses Feldes, also den <a href="Maxwell-Gleichungen" title="Maxwell-Gleichungen">Maxwell-Gleichungen</a> der klassischen Physik. Da die elektromagnetische Energieflussdichte bis auf den Faktor <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle c}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle c}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/86a67b81c2de995bd608d5b2df50cd8cd7d92455.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.007ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle c}" loading="lazy"> (Lichtgeschwindigkeit) mit der Impulsflussdichte übereinstimmt (siehe <a href="Poynting-Vektor" title="Poynting-Vektor">Poynting-Vektor</a>), gilt für jede elektromagnetisch transportierte Energie <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4232c9de2ee3eec0a9c0a19b15ab92daa6223f9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.776ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E}" loading="lazy"> und ihren Impuls <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle p}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle p}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/81eac1e205430d1f40810df36a0edffdc367af36.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; margin-left: -0.089ex; width:1.259ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle p}" loading="lazy"> die Gleichung

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=pc}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/5498982f39427c7573448da10de26a7b3209e47a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:7.05ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle E=pc}" loading="lazy"></dd></dl>

Zudem gilt nach der speziellen Relativitätstheorie allgemein für jede Art von Teilchen und Systemen die <a href="Energie-Impuls-Relation" class="mw-redirect" title="Energie-Impuls-Relation">Energie-Impuls-Relation</a>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E^{2}=p^{2}c^{2}+m^{2}c^{4}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e03087e514536abe2369e96946c6e29a0e97fdf0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:18.227ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle E^{2}=p^{2}c^{2}+m^{2}c^{4}}" loading="lazy"></dd></dl>

Daraus folgt <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m=0}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=0}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e57f21007575fd03e3be0da20af34d25829cc9a7.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:6.301ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle m=0}" loading="lazy">.

<dl><dt>Quantenfeldtheoretische Beschreibung</dt></dl>

Allgemein erhält man in einer <a href="Feldtheorie_(Physik)#Die_Bewegungsgleichung_für_Felder" title="Feldtheorie (Physik)">Feldtheorie</a> die Feldgleichungen für die Feldgrößen <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle A}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle A}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7daff47fa58cdfd29dc333def748ff5fa4c923e3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.743ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle A}" loading="lazy"> aus einem theoretischen Ansatz für die <a href="Lagrange-Dichte" title="Lagrange-Dichte">Lagrange-Dichte</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\mathcal {L}}}">

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\mathcal {L}}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9027196ecb178d598958555ea01c43157d83597c.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.604ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle {\mathcal {L}}}" loading="lazy">. In <a href="Maxwell-Gleichungen#Kovariante_Formulierung_der_Maxwell-Gleichungen" title="Maxwell-Gleichungen">4-dimensionaler Schreibweise lauten die Maxwell-Gleichungen</a> im Vakuum für den aus dem <a href="Elektrisches_Potential" title="Elektrisches Potential">elektrischen Potential</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \phi }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \phi }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/72b1f30316670aee6270a28334bdf4f5072cdde4.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:1.385ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \phi }" loading="lazy"> und dem <a href="Magnetisches_Vektorpotential" title="Magnetisches Vektorpotential">magnetischen Vektorpotential</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\vec {A}}}">

<mover>

</mover>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\vec {A}}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/391292ffadc65b0cde3e96f23afcdb811619dd95.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.743ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle {\vec {A}}}" loading="lazy"> gebildeten <a href="Elektromagnetischer_Feldst%C3%A4rketensor" title="Elektromagnetischer Feldstärketensor">elektromagnetischen Feldstärketensor</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle F^{\mu \nu }=\partial _{\mu }A_{\nu }-\partial _{\nu }A_{\mu }}">

<msup>

</mrow>

</msup>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle F^{\mu \nu }=\partial _{\mu }A_{\nu }-\partial _{\nu }A_{\mu }}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/00964bb3f484032804c0fb1039d0424e6be8ce93.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:20.457ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle F^{\mu \nu }=\partial _{\mu }A_{\nu }-\partial _{\nu }A_{\mu }}" loading="lazy">

<msub>

</mrow>

</msub>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \partial _{\mu }F^{\mu \nu }=0}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/43e8ed9a78b783e80020756505dddcc3b4de2d3a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:10.628ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle \partial _{\mu }F^{\mu \nu }=0}" loading="lazy">,</dd></dl>

wobei <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle A^{\mu }=\left(\phi /c,{\vec {A}}\right)}">

<msup>

</mrow>

</msup>

<mrow>

<mrow>

</mrow>

<mover>

</mover>

</mrow>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle A^{\mu }=\left(\phi /c,{\vec {A}}\right)}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1a3fbd43d8cded839f0673e46d1adde863f5441e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.838ex; width:15.172ex; height:4.843ex;" alt="{\displaystyle A^{\mu }=\left(\phi /c,{\vec {A}}\right)}" loading="lazy"> ist. Sie ergeben sich aus dem Ansatz

</mrow>

<mfrac>

</mfrac>

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\mathcal {L}}=-{\frac {1}{4}}F^{\mu \nu }F_{\mu \nu }}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/968dcc56b354933ba46768a68cacdac9d141240c.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.838ex; width:16.008ex; height:5.176ex;" alt="{\displaystyle {\mathcal {L}}=-{\frac {1}{4}}F^{\mu \nu }F_{\mu \nu }}" loading="lazy">.</dd></dl>

Dagegen würde ein Feld mit Teilchen der Masse <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0a07d98bb302f3856cbabc47b2b9016692e3f7bc.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.04ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle m}" loading="lazy"> einen zusätzlichen Term <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle A_{\mu }m^{2}A^{\mu }}">

<msub>

</mrow>

</msub>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle A_{\mu }m^{2}A^{\mu }}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f6a5673a3af41d507efe506dcd053869bcee687e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:9.028ex; height:3.343ex;" alt="{\displaystyle A_{\mu }m^{2}A^{\mu }}" loading="lazy"> erfordern.

Wenn man einen solchen Term einfügen würde, verletzte man zwangsläufig die unverzichtbare Invarianz der Lagrange-Dichte unter den klassischen <a href="Elektrodynamik#Potentiale_und_Wellengleichung" title="Elektrodynamik">Eichtransformationen des elektromagnetischen Feldes</a>. Anders als die meisten Elementarteilchen erhält das Photon auch keine Masse durch den <a href="Higgs-Mechanismus" title="Higgs-Mechanismus">Higgs-Mechanismus</a> infolge einer <a href="Spontane_Symmetriebrechung" title="Spontane Symmetriebrechung">spontanen Symmetriebrechung</a>. Denn das Photon ist im <a href="Standardmodell" title="Standardmodell">Standardmodell</a> das Eichboson derjenigen Symmetrie, die nach der Symmetriebrechung übrig bleibt; entsprechend hat das <a href="Higgs-Boson" title="Higgs-Boson">Higgs-Boson</a> auch keine elektrische Ladung und keine Wechselwirkung mit dem Photon.

<dl><dt>Beschreibung mithilfe einer „relativistischen Masse“</dt></dl>

Bisweilen wird argumentiert, man könne aufgrund der <a href="%C3%84quivalenz_von_Masse_und_Energie" title="Äquivalenz von Masse und Energie">Äquivalenz von Masse und Energie</a> dem Photon eine Masse <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m^{*}=E/c^{2}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m^{*}=E/c^{2}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7436d0ef12187042887cb3273db1830b0ea6b566.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:11.192ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle m^{*}=E/c^{2}}" loading="lazy"> zuschreiben. Dies entspräche dem allgemeinen Konzept einer „<a href="Relativistische_Massenzunahme" title="Relativistische Massenzunahme">relativistischen Masse</a>“ <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m^{*}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m^{*}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7f2650f1055b63acf24bf275e50b4f59c3e53685.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:3.095ex; height:2.343ex;" alt="{\displaystyle m^{*}}" loading="lazy"> bewegter Körper im Unterschied zu ihrer „Ruhemasse“ <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m_{0}}">

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m_{0}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3a6ff51ee949104fe6fae553cfbdfba29d5fac1e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.095ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle m_{0}}" loading="lazy">. Dieses Konzept gilt mittlerweile als überholt, weil man es vorzieht, den Begriff „Masse“ für eine intrinsische Eigenschaft des Teilchens zu reservieren, die unabhängig von der Bewegung des Beobachter ist. Bei Anwendung des Begriffs auf das Photon wären zwei Unterschiede zu beachten: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m^{*}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m^{*}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7f2650f1055b63acf24bf275e50b4f59c3e53685.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:3.095ex; height:2.343ex;" alt="{\displaystyle m^{*}}" loading="lazy"> hängt dann nicht von der Geschwindigkeit ab, weil diese für jeden Beobachter gleich <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle c}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle c}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/86a67b81c2de995bd608d5b2df50cd8cd7d92455.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.007ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle c}" loading="lazy"> ist, wohl aber von dessen Bewegungszustand (<a href="Doppler-Effekt" title="Doppler-Effekt">Doppler-Effekt</a>), und <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m^{*}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m^{*}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7f2650f1055b63acf24bf275e50b4f59c3e53685.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:3.095ex; height:2.343ex;" alt="{\displaystyle m^{*}}" loading="lazy"> ist dann nicht zur „Ruhemasse“ <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m_{0}}">

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m_{0}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3a6ff51ee949104fe6fae553cfbdfba29d5fac1e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.095ex; height:2.009ex;" alt="{\displaystyle m_{0}}" loading="lazy"> proportional, weil diese Null ist.

<dl><dt>Photonen und Gravitation</dt></dl>

Photonen haben zwar keine Masse, übertragen aber Energie. Daher nimmt die Masse eines Systems um <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Delta m=E/c^{2}}">

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Delta m=E/c^{2}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/98c84726010c047e3c3abd122a2b0cd27f66db6a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:12.074ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle \Delta m=E/c^{2}}" loading="lazy"> ab bzw. zu, wenn es ein Photon der Energie <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4232c9de2ee3eec0a9c0a19b15ab92daa6223f9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.776ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E}" loading="lazy"> emittiert oder absorbiert. <a href="Tr%C3%A4gheit" title="Trägheit">Trägheit</a> und <a href="Gravitation" title="Gravitation">Gravitationswirkung</a> des Systems ändern sich entsprechend. Das gilt auch, wenn das System ein Hohlraum ist, in dem ein Photon in Gestalt einer stehenden Welle (mit dem Erwartungswert des Impulses <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \langle p\rangle =0}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \langle p\rangle =0}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c26289d1fba269010ea63acb932a1915cfede07e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:7.24ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \langle p\rangle =0}" loading="lazy">) enthalten sein kann.

Photonen gehören also selbst zu den Quellen der Gravitation, indem sie mit ihrer Energiedichte die Krümmung der Raumzeit beeinflussen (siehe <a href="Energie-Impuls-Tensor#Der_Energie-Impuls-Tensor_in_der_allgemeinen_Relativitätstheorie" title="Energie-Impuls-Tensor">Energie-Impuls-Tensor in der allgemeinen Relativitätstheorie</a>).

Photonen werden auch durch Gravitation beeinflusst. So ändert sich die Energie <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E=h\nu }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=h\nu }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c6c0386dc6d9530519404f95570fcc8548ed2326.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:7.445ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E=h\nu }" loading="lazy"> eines Photons, wenn es sich in einem Gravitationsfeld aufwärts oder abwärts bewegt, genau so wie die kinetische Energie eines auf der gleichen Strecke frei fliegenden Körpers mit der Masse <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle m=E/c^{2}}">

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle m=E/c^{2}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ff7c2836e897fbb1910d000ae39ac926d34f6494.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:10.138ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle m=E/c^{2}}" loading="lazy">. Die nähere physikalische Beschreibung ist allerdings sehr verschieden: Bei der Aufwärtsbewegung massiver Körper wird kinetische Energie durch Arbeitsleistung in potentielle Energie umgewandelt, und falls sie in einem hinreichend starken Gravitationsfeld ganz verbraucht wird, wird die Geschwindigkeit Null und wechselt dann ihr Vorzeichen (der Körper fällt zurück). Beim Photon verringert sich hingegen durch die <a href="Gravitative_Rotverschiebung" class="mw-redirect" title="Gravitative Rotverschiebung">gravitative Rotverschiebung</a> die Frequenz <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \nu }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \nu }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c15bbbb971240cf328aba572178f091684585468.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.232ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \nu }" loading="lazy">, während die Geschwindigkeit konstant bleibt.

Auch die Ablenkung des Lichts in einem Schwerefeld lässt sich nicht durch eine Anziehungskraft wie die Newton’sche Massenanziehung erklären, denn Teilchen, die mit Lichtgeschwindigkeit fliegen, würden nach der Newtonschen Mechanik nur halb so stark abgelenkt wie das Licht (siehe auch <a href="Tests_der_allgemeinen_Relativit%C3%A4tstheorie#Ablenkung_des_Lichts_durch_die_Sonne" title="Tests der allgemeinen Relativitätstheorie">Tests der allgemeinen Relativitätstheorie</a>).

<div class="mw-heading mw-heading4"><h4 id="Experimentelle_Befunde">Experimentelle Befunde</h4></div>

Wenn die Masse des Photons verschieden von Null wäre, dann würde sie sich durch verschiedene Folgen bemerkbar machen. Keine von ihnen ist bisher beobachtet worden. Die Genauigkeit der Experimente erlaubt die Aussage, dass eine eventuelle Photonenmasse in jedem Fall unter <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/891f31a51320608b2aaf8f4f21d7f6e9e8dc087d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:11.092ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}}" loading="lazy"> liegen muss, das ist der <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 10^{27}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 10^{27}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/939e4bda838e4afc8a859e2c421d3df558d07fd6.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:4.201ex; height:2.676ex;" alt="{\displaystyle 10^{27}}" loading="lazy">-ste Teil der Masse des Wasserstoffatoms.

Falls Photonen Masse hätten,

<ul><li>dann würde sich für das elektrostatische Feld einer Punktladung statt des <a href="Coulombsches_Gesetz" title="Coulombsches Gesetz">Coulomb-Potentials</a> ein <a href="Yukawa-Potential" title="Yukawa-Potential">Yukawa-Potential</a> ergeben, also ein zusätzlicher exponentieller Abschwächungsfaktor. Dass dies in Laborexperimenten nicht beobachtet wurde, lässt darauf schließen, dass eine eventuelle Masse des Photons nicht größer als <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 1{,}5\cdot 10^{-9}\,\mathrm {eV\!/c^{2}} }">

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 1{,}5\cdot 10^{-9}\,\mathrm {eV\!/c^{2}} }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9bc618c58770a087eed3b07f6034eb712c414cb4.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:15.333ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle 1{,}5\cdot 10^{-9}\,\mathrm {eV\!/c^{2}} }" loading="lazy"> sein kann.<a href="#cite_note-GoldhaberNieto_RMP_2010-12">[10]</a><a href="#cite_note-PDG2023-13">[11]</a></li>

<li>dann hätte das Feld eines magnetischen Dipols eine Komponente antiparallel zum Dipol, die in erster Näherung räumlich konstant und proportional zur angenommenen Masse des Photons ist. Durch Vermessung des Erdmagnetfelds kann die Existenz eines solchen Beitrags soweit ausgeschlossen werden, dass die eventuelle Masse des Photons nicht oberhalb <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 2{,}3\cdot 10^{-15}\,\mathrm {eV\!/c^{2}} }">

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 2{,}3\cdot 10^{-15}\,\mathrm {eV\!/c^{2}} }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/72a781ce91a0619c2dcea16a9fb00bf4afc92ad9.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:16.155ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle 2{,}3\cdot 10^{-15}\,\mathrm {eV\!/c^{2}} }" loading="lazy"> liegen kann.<a href="#cite_note-14">[12]</a></li>

<li>dann würden sich für das Magnetfeld eines rotierenden Dipols Änderungen ergeben, die sich im Fall der Sonne am <a href="Sonnenwind" title="Sonnenwind">Sonnenwind</a> bis zum Abstand des <a href="Pluto" title="Pluto">Pluto</a> auswirken würden.<a href="#cite_note-15">[13]</a> Solche Abweichungen konnten bislang nicht nachgewiesen werden, woraus sich die momentan (Stand: 2023) niedrigste modellunabhängige experimentelle Obergrenze von <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/891f31a51320608b2aaf8f4f21d7f6e9e8dc087d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:11.092ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}}" loading="lazy"> für eine eventuelle Photonenmasse ergibt.<a href="#cite_note-PDG2023-13">[11]</a></li>

<li>dann wäre die Konstante c, die in der Relativitätstheorie Raum und Zeit in Beziehung zueinander setzt (üblicherweise „Lichtgeschwindigkeit“ genannt), nicht identisch mit der Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum. Diese Geschwindigkeit wäre dann von der Frequenz abhängig (<a href="Dispersion_(Physik)" title="Dispersion (Physik)">Dispersion</a>). Die Beziehung <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E=h\cdot \nu }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=h\cdot \nu }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/db5633528b74514a2ca05598d24746cd37e27a6c.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:9.124ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E=h\cdot \nu }" loading="lazy"> würde nicht mehr exakt gelten.</li></ul>

<a href="Polarisation#Polarisation_elektromagnetischer_Wellen" title="Polarisation">Zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen</a> mit Energie <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4232c9de2ee3eec0a9c0a19b15ab92daa6223f9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.776ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E}" loading="lazy"> und Kreisfrequenz <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \omega }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/48eff443f9de7a985bb94ca3bde20813ea737be8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.446ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \omega }" loading="lazy"> haben nach den <a href="Maxwell-Gleichungen" title="Maxwell-Gleichungen">Maxwell-Gleichungen</a> einen Drehimpuls der Größe <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E/\omega }">

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E/\omega }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3633678e5c44dce71837c50920943fe02abd991a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:4.384ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle E/\omega }" loading="lazy">, pro Photon mit <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E=\hbar \omega }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=\hbar \omega }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/fb16565f02349106457258633097e0d0414a8e2d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:7.626ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E=\hbar \omega }" loading="lazy"> genau den Drehimpuls <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \hbar }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \hbar }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/de68de3a92517953436c93b5a76461d49160cc41.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.306ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \hbar }" loading="lazy">.

Photonen sind demnach <a href="Spin" title="Spin">Spin</a>-1-Teilchen und somit <a href="Boson" title="Boson">Bosonen</a>. Es können also beliebig viele Photonen denselben <a href="Quantenmechanik" title="Quantenmechanik">quantenmechanischen</a> Zustand besetzen, was zum Beispiel in einem <a href="Laser" title="Laser">Laser</a> realisiert wird.

Während etwa der Elektronenspin parallel oder antiparallel zu einer beliebig vorgegebenen Richtung ist,<a href="#cite_note-16">[14]</a> kann der Photonenspin wegen fehlender Masse nur parallel oder antiparallel zur Flugrichtung, also zu seinem Impuls, orientiert sein. Die <a href="Helizit%C3%A4t" title="Helizität">Helizität</a> der Photonen einer zirkular polarisierten Welle ist daher eine charakteristische Größe. Wird durch einen Spiegel die Ausbreitungsrichtung umgekehrt, oder wird die Rotationsrichtung umgekehrt, zum Beispiel durch eine <a href="Verz%C3%B6gerungsplatte" title="Verzögerungsplatte">λ/2-Platte</a>, so wechselt die Helizität das Vorzeichen.

Linear polarisierte elektromagnetische Wellen bestehen aus der Überlagerung von rechts und links polarisierten Photonen. Auch ein einzelnes Photon kann linear polarisiert werden, indem zwei entgegengesetzt zirkular polarisierte Zustände <a href="Superposition_(Physik)" title="Superposition (Physik)">überlagert</a> werden. Der <a href="Erwartungswert" title="Erwartungswert">Erwartungswert</a> des Drehimpulses längs der Flugrichtung ist dann Null, jedoch ist in einem linear polarisierten Photon mit je 50 % Wahrscheinlichkeit ein links oder ein rechts zirkular polarisiertes Photon zu finden.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Ladung">Ladung</h3></div>

Das Photon ist elektrisch neutral. Experimentelle Befunde setzen eine obere Schranke von <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle 10^{-35}}">

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle 10^{-35}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/dbeedb0520b0b53ed243b3150c5a84be0cfc1419.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:5.48ex; height:2.676ex;" alt="{\displaystyle 10^{-35}}" loading="lazy"> <a href="Elementarladung" title="Elementarladung">Elementarladungen</a>.<a href="#cite_note-17">[15]</a>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Photonen_im_Vakuum">Photonen im Vakuum</h3></div>

Aufgrund seiner Masselosigkeit bewegt sich ein Photon immer mit der absoluten Grenzgeschwindigkeit <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle c=299\,792\,458\;\mathrm {m/s} }">

</mrow>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle c=299\,792\,458\;\mathrm {m/s} }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/26ff7d5878a90c06860c48f5425aa1589ead08a5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:20.001ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle c=299\,792\,458\;\mathrm {m/s} }" loading="lazy">, die Raum und Zeit verknüpft und „<a href="Lichtgeschwindigkeit" title="Lichtgeschwindigkeit">Lichtgeschwindigkeit</a>“ genannt wird. Dies gilt dann, wenn es in einem Zustand mit wohldefiniertem Impuls ist, also durch eine einzige <a href="Ebene_Welle" title="Ebene Welle">ebene Welle</a> darzustellen ist. Sonst bewegt es sich mit der <a href="Gruppengeschwindigkeit" title="Gruppengeschwindigkeit">Gruppengeschwindigkeit</a> der beteiligten ebenen Wellen. Ein Photon im Überlagerungszustand von Impulsen mehrerer Richtungen bewegt sich auch im Vakuum langsamer als die Lichtgeschwindigkeit (siehe <a href="Bessel-Strahl" title="Bessel-Strahl">Bessel-Strahl</a>).

Die <a href="Dispersionsrelation" title="Dispersionsrelation">Dispersionsrelation</a>, d. h. die Abhängigkeit der <a href="Kreisfrequenz" title="Kreisfrequenz">Kreisfrequenz</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \omega }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \omega }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/48eff443f9de7a985bb94ca3bde20813ea737be8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.446ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle \omega }" loading="lazy"> eines Photons von seiner <a href="Wellenvektor" title="Wellenvektor">Kreiswellenzahl</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle k}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle k}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c3c9a2c7b599b37105512c5d570edc034056dd40.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.211ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle k}" loading="lazy">, ist im Vakuum linear, denn es gelten die quantenmechanischen Zusammenhänge

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=h\nu =\hbar \omega }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4d967b27858abe0ceb0b374fe181dcf18aa96bf0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:13.296ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E=h\nu =\hbar \omega }" loading="lazy"></dd></dl>

und

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle p=\hbar k}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/24fee69175538303b28ac54e907baf53d0a58dbf.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; margin-left: -0.089ex; width:6.875ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle p=\hbar k}" loading="lazy"></dd></dl>

sowie die Energie-Impuls-Relation

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=pc}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/5498982f39427c7573448da10de26a7b3209e47a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:7.05ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle E=pc}" loading="lazy">.</dd></dl>

Befinden sich Photonen in einem <a href="Hohlraumstrahlung" class="mw-redirect" title="Hohlraumstrahlung">Hohlraum</a>, können sie keinen Impulseigenzustand annehmen, aber z. B. stehende Wellen mit Erwartungswert Null des Impulses bilden. In solchem Fall trägt jedes Photon gemäß <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E=h\nu =\hbar \omega }">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E=h\nu =\hbar \omega }</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4d967b27858abe0ceb0b374fe181dcf18aa96bf0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:13.296ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E=h\nu =\hbar \omega }" loading="lazy"> zur Gesamtenergie und mit <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E/c^{2}}">

</mrow>

<msup>

</mrow>

</msup>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E/c^{2}}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8a3cef93c3efc3b8daaa992989c25559fb534b48.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:4.999ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle E/c^{2}}" loading="lazy"> zur Masse des Systems bei.

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Photonen_in_optischen_Medien">Photonen in optischen Medien</h3></div>

In einem optischen Medium wechselwirken Photonen mit dem Material. Durch <a href="Absorption_(Physik)" title="Absorption (Physik)">Absorption</a> kann ein Photon vernichtet werden. Dabei geht seine Energie in andere Energieformen über, beispielsweise in elementare Anregungen (<a href="Quasiteilchen" title="Quasiteilchen">Quasiteilchen</a>) des Mediums wie <a href="Phonon" title="Phonon">Phononen</a> oder <a href="Exziton" title="Exziton">Exzitonen</a>. Es ist auch möglich, dass das Photon sich durch ein Medium ausbreitet. Dabei wird es durch eine Abfolge von Streuprozessen behindert, in denen Teilchen des Mediums virtuell angeregt werden. Photon und Reaktion des Mediums zusammen können durch ein Quasiteilchen, das <a href="Polariton" title="Polariton">Polariton</a>, beschrieben werden. Diese elementaren Anregungen in Materie haben üblicherweise keine lineare Dispersionsrelation. Ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit ist niedriger als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

In Experimenten der <a href="Quantenoptik" title="Quantenoptik">Quantenoptik</a> konnte die Geschwindigkeit der Ausbreitung von Licht in einem verdünnten Gas von geeignet präparierten <a href="Atom" title="Atom">Atomen</a> auf wenige Meter pro Sekunde gesenkt werden.<a href="#cite_note-18">[16]</a>

Die verringerte Gruppengeschwindigkeit in optischen Medien wird durch den <a href="Brechungsindex" title="Brechungsindex">Brechungsindex</a> <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle n}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle n}</annotation>

</semantics>

</math><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a601995d55609f2d9f5e233e36fbe9ea26011b3b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.395ex; height:1.676ex;" alt="{\displaystyle n}" loading="lazy"> beschrieben.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Wechselwirkung_von_Photonen_mit_Materie">Wechselwirkung von Photonen mit Materie</h2></div>

Photonen, die auf Materie treffen, können je nach Energiebereich unterschiedliche Prozesse auslösen:

<ul><li>kohärente Streuung an kleinen Teilchen wie Molekülen oder Staub (<a href="Rayleigh-Streuung" title="Rayleigh-Streuung">Rayleigh-Streuung</a>) – dominant bei kleinen Energien (0 bis einige eV)</li>

<li>Streuung an Elektronen, bei geringen Energien als <a href="Thomson-Streuung" title="Thomson-Streuung">Thomson-Streuung</a> ohne Energieübertrag beschreibbar, bei hohen Energien als <a href="Compton-Effekt" title="Compton-Effekt">Compton-Streuung</a> – dominant im Bereich von ca. 100 keV bis einigen MeV (harte Röntgenstrahlung, nukleare Gammastrahlung)</li>

<li><a href="Angeregter_Zustand" title="Angeregter Zustand">Anregung</a> höherenergetischer Zustände in Atomen, <a href="Photochemie" title="Photochemie">photochemische Prozesse</a> – bei wenigen eV</li>

<li>Freisetzung von Elektronen (<a href="Photoelektrischer_Effekt" title="Photoelektrischer Effekt">Photoeffekt</a>) – bei wenigen eV (sichtbares Licht, UV) bis vielen keV (Röntgenstrahlung), dominant im Energiebereich weicher Röntgenstrahlung</li>

<li>Freisetzung von Nukleonen (<a href="Kernphotoeffekt" title="Kernphotoeffekt">Kernphotoeffekt</a>) und Kernspaltung (<a href="Photospaltung" class="mw-redirect" title="Photospaltung">Photospaltung</a>) – bei sehr hohen Energien (viele MeV); Aufspaltung von <a href="Deuterium" title="Deuterium">Deuterium</a> schon ab 2,18 MeV möglich</li>

<li><a href="Paarbildung_(Physik)" title="Paarbildung (Physik)">Bildung von Elektron-Positron-Paaren</a> – dominant ab einigen MeV</li></ul>

<div class="sieheauch" role="navigation" style="font-style:italic;">Siehe auch: <a href="Streuung_(Physik)#Wechselwirkung_zwischen_elektromagnetischer_Strahlung_und_Materie" title="Streuung (Physik)">Abschnitt „Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie“ in „Streuung (Physik)“</a></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Erzeugung_und_Nachweis">Erzeugung und Nachweis</h2></div>

Photonen können auf vielerlei Arten erzeugt werden, insbesondere durch <a href="Elektronischer_%C3%9Cbergang" title="Elektronischer Übergang">Übergänge</a> („Quantensprünge“) von <a href="Elektron" title="Elektron">Elektronen</a> zwischen verschiedenen Zuständen (z. B. verschiedenen <a href="Atomorbital" title="Atomorbital">Atom</a>- oder <a href="Molek%C3%BClorbitaltheorie" title="Molekülorbitaltheorie">Molekülorbitalen</a> oder <a href="B%C3%A4ndermodell" title="Bändermodell">Energiebändern</a> in einem <a href="Festk%C3%B6rper" title="Festkörper">Festkörper</a>). Photonen können auch bei <a href="Atomkern" title="Atomkern">nuklearen</a> Übergängen, Teilchen-<a href="Antiteilchen" title="Antiteilchen">Antiteilchen</a>-Vernichtungsreaktionen (<a href="Annihilation" title="Annihilation">Annihilation</a>) oder durch beliebige <a href="Fluktuation" title="Fluktuation">Fluktuationen</a> in einem elektromagnetischen Feld erzeugt werden.

Zum Nachweis von Photonen können unter anderem <a href="Photomultiplier" title="Photomultiplier">Photomultiplier</a>, <a href="Fotowiderstand" title="Fotowiderstand">Photoleiter</a> oder <a href="Photodiode" title="Photodiode">Photodioden</a> verwendet werden. <a href="CCD-Sensor" title="CCD-Sensor">CCDs</a>, <a href="Vidicon" title="Vidicon">Vidicons</a>, <a href="Position_Sensitive_Device" title="Position Sensitive Device">PSDs</a>, <a href="Quadrantendiode" title="Quadrantendiode">Quadrantendioden</a> oder Foto-Platten und Filme werden zur ortsauflösenden Detektion von Photonen benutzt. Im <a href="Infrarotstrahlung" title="Infrarotstrahlung">IR</a>-Bereich werden auch <a href="Bolometer" title="Bolometer">Bolometer</a> eingesetzt. Photonen im Gammastrahlen-Bereich können durch <a href="Z%C3%A4hlrohr" title="Zählrohr">Geigerzähler</a> einzeln nachgewiesen werden. Photomultiplier und <a href="Avalanche-Photodiode" title="Avalanche-Photodiode">Avalanche-Photodioden</a> können auch zur Einzelphotonendetektion im optischen Bereich verwendet werden, wobei Photomultiplier im Allgemeinen die niedrigere Dunkelzählrate besitzen, Avalanche-Photodioden aber noch bei niedrigeren Photonenenergien bis in den IR-Bereich einsetzbar sind.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<div class="sieheauch" role="navigation" style="font-style:italic;">Siehe auch: <a href="Quantenelektrodynamik" title="Quantenelektrodynamik">Quantenelektrodynamik</a>, <a href="Quantenoptik" title="Quantenoptik">Quantenoptik</a> und <a href="Elektromagnetische_Welle" title="Elektromagnetische Welle">Elektromagnetische Welle</a></div>

<ul><li><a href="Josef-Maria_Jauch" title="Josef-Maria Jauch">J. M. Jauch</a>, <a href="Fritz_Rohrlich" title="Fritz Rohrlich">F. Rohrlich</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">The Theory of Photons and Electrons</cite> (= <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Addison-Wesley Physics Books</cite>). Addison-Wesley Publishing Company, Reading, MA 1955 (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://archive.org/details/theoryofphotonsa00jauc">archive.org</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=J.+M.+Jauch%2C+F.+Rohrlich&rft.btitle=The+Theory+of+Photons+and+Electrons&rft.date=1955&rft.genre=book&rft.place=Reading%2C+MA&rft.pub=Addison-Wesley+Publishing+Company&rft.series=Addison-Wesley+Physics+Books" style="display:none"> </li>

<li>M. E. Rose: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Relativistic Electron Theory</cite>. John Wiley & Sons, New York 1961 (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://archive.org/details/relativisticelec0000rose">archive.org</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=M.+E.+Rose&rft.btitle=Relativistic+Electron+Theory&rft.date=1961&rft.genre=book&rft.place=New+York&rft.pub=John+Wiley+%26+Sons" style="display:none"> </li>

<li><a href="Shin%E2%80%99ichir%C5%8D_Tomonaga" title="Shin’ichirō Tomonaga">Shin’ichirō Tomonaga</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Quantum Mechanics II</cite>. 2 v. 2. John Wiley & Sons, Amsterdam 1966 (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://archive.org/details/quantummechanics02tomo">archive.org</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=Shin%E2%80%99ichir%C5%8D+Tomonaga&rft.btitle=Quantum+Mechanics+II&rft.date=1966&rft.genre=book&rft.place=Amsterdam&rft.pub=John+Wiley+%26+Sons&rft.volume=2+v.+2" style="display:none"> </li>

<li>Witlof Brunner, Wolfgang Radloff, Klaus Junge: <cite style="font-style:italic">Quantenelektronik</cite> (= <cite style="font-style:italic"><a href="Hochschulb%C3%BCcher_f%C3%BCr_Physik" title="Hochschulbücher für Physik">Hochschulbücher für Physik</a></cite>. Band 36). 2. Auflage. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1977.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=Witlof+Brunner%2C+Wolfgang+Radloff%2C+Klaus+Junge&rft.btitle=Quantenelektronik&rft.date=1977&rft.edition=2.&rft.genre=book&rft.place=Berlin&rft.pub=Deutscher+Verlag+der+Wissenschaften&rft.series=Hochschulb%C3%BCcher+f%C3%BCr+Physik" style="display:none"> </li>

<li><a href="Nikolai_Nikolajewitsch_Bogoljubow" title="Nikolai Nikolajewitsch Bogoljubow">N. N. Bogoliubov</a>, <a href="Dmitri_Wassiljewitsch_Schirkow" title="Dmitri Wassiljewitsch Schirkow">D. V. Shirkov</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Quantum Fields</cite> (= <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Advanced Book Program</cite>). Benjamin/Cummings Pub. Co., Reading, MA 1982, ISBN 0-8053-0983-7 (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://archive.org/details/quantumfields0000bogo">archive.org</a> – Deutsch: Quantenfelder, <a href="Hochschulb%C3%BCcher_f%C3%BCr_Physik" title="Hochschulbücher für Physik">Hochschulbücher für Physik</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=N.+N.+Bogoliubov%2C+D.+V.+Shirkov&rft.btitle=Quantum+Fields&rft.date=1982&rft.genre=book&rft.isbn=0805309837&rft.place=Reading%2C+MA&rft.pub=Benjamin%2FCummings+Pub.+Co.&rft.series=Advanced+Book+Program" style="display:none"> </li>

<li><a href="Richard_P._Feynman" class="mw-redirect" title="Richard P. Feynman">Richard P. Feynman</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">QED. The Strange Theory of Light and Matter</cite>. Penguin Books, London 1990, ISBN 0-14-012505-1 (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://archive.org/details/qedstrangetheory0000feyn_x8n8/page/n3/mode/2up">archive.org</a> – Originaltitel: <cite style="font-style:italic">Id.</cite> 1985. Deutsch: QED. Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=Richard+P.+Feynman&rft.btitle=QED.+The+Strange+Theory+of+Light+and+Matter&rft.date=1990&rft.genre=book&rft.isbn=0140125051&rft.place=London&rft.pub=Penguin+Books" style="display:none"> </li>

<li><a href="Harry_Paul_(Physiker)" title="Harry Paul (Physiker)">Harry Paul</a>: <cite style="font-style:italic">Photonen: Eine Einführung in die Quantenoptik</cite> (= <cite style="font-style:italic">Teubner Studienbücher Physik</cite>). 2. Auflage. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 1999, ISBN 3-519-13222-2, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-3-322-90681-6">10.1007/978-3-322-90681-6</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=Harry+Paul&rft.btitle=Photonen%3A+Eine+Einf%C3%BChrung+in+die+Quantenoptik&rft.date=1999&rft.doi=10.1007%2F978-3-322-90681-6&rft.edition=2.&rft.genre=book&rft.isbn=3519132222&rft.place=Wiesbaden&rft.pub=Vieweg%2BTeubner+Verlag&rft.series=Teubner+Studienb%C3%BCcher+Physik" style="display:none"> </li>

<li>Chandra Roychoudhuri, A.F. Kracklauer, Kathy Creath (Hrsg.): <cite style="font-style:italic">The Nature of Light: What is a Photon?</cite> CRC Press, 2017, ISBN 978-1-315-21994-3, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1201/9781420044256">10.1201/9781420044256</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.btitle=The+Nature+of+Light%3A+What+is+a+Photon%3F&rft.date=2017&rft.doi=10.1201%2F9781420044256&rft.genre=book&rft.isbn=9781315219943&rft.pub=CRC+Press" style="display:none"> </li>

<li><a href="Klaus_Hentschel" title="Klaus Hentschel">Klaus Hentschel</a>: <cite style="font-style:italic">Lichtquanten: Die Geschichte des komplexen Konzepts und mentalen Modells von Photonen</cite>. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2023, ISBN 978-3-662-66932-7, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-3-662-66933-4">10.1007/978-3-662-66933-4</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.au=Klaus+Hentschel&rft.btitle=Lichtquanten%3A+Die+Geschichte+des+komplexen+Konzepts+und+mentalen+Modells+von+Photonen&rft.date=2023&rft.doi=10.1007%2F978-3-662-66933-4&rft.genre=book&rft.isbn=9783662669327&rft.place=Berlin%2C+Heidelberg&rft.pub=Springer+Berlin+Heidelberg" style="display:none"> </li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Photon" class="extiw external" title="wikt:Photon">Wiktionary: Photon</a> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"></div><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Photon?uselang=de">Commons: Photon</a> – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien</div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anmerkungen">Anmerkungen</h2></div>

<li id="cite_note-2"><a href="#cite_ref-2">↑</a> 1918 wurde kein Physik-Nobelpreis vergeben. Ende 1919 erhielten Johannes Stark den Physik-Nobelpreis 1919 und Max Planck den <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1918/">Physik-Nobelpreis 1918</a>.

</li>

<li id="cite_note-3"><a href="#cite_ref-3">↑</a> Der <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1921/">Physik-Nobelpreis 1921</a> wurde erst 1922 Albert Einstein zugesprochen, wobei die Lichtquanten als noch zu hypothetisch aus der Begründung ausgespart blieben. Zugleich erhielt <a href="Niels_Bohr" title="Niels Bohr">Niels Bohr</a> den Physik-Nobelpreis für 1922.

</li>

</ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><a href="#cite_ref-1">↑</a> A. Einstein: <cite style="font-style:italic">Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Annalen der Physik</cite>. Band 322, Nr. 6, 1905, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%221521-3889%22&key=cql">1521-3889</a>, S. 132–148, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/andp.19053220607">10.1002/andp.19053220607</a> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/andp.19053220607">wiley.com</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=%C3%9Cber+einen+die+Erzeugung+und+Verwandlung+des+Lichtes+betreffenden+heuristischen+Gesichtspunkt&rft.au=A.+Einstein&rft.date=1905&rft.doi=10.1002%2Fandp.19053220607&rft.genre=journal&rft.issn=1521-3889&rft.issue=6&rft.jtitle=Annalen+der+Physik&rft.pages=132-148&rft.volume=322" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-4"><a href="#cite_ref-4">↑</a> <a href="Paul_Adrien_Maurice_Dirac" class="mw-redirect" title="Paul Adrien Maurice Dirac">Paul Adrien Maurice Dirac</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">The quantum theory of the emission and absorption of radiation</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character</cite>. Band 114, Nr. 767, März 1927, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220950-1207%22&key=cql">0950-1207</a>, S. 243–265, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1098/rspa.1927.0039">10.1098/rspa.1927.0039</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.1927.0039">royalsocietypublishing.org</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=The+quantum+theory+of+the+emission+and+absorption+of+radiation&rft.au=Paul+Adrien+Maurice+Dirac&rft.date=1927-03&rft.doi=10.1098%2Frspa.1927.0039&rft.genre=journal&rft.issn=0950-1207&rft.issue=767&rft.jtitle=Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+A%2C+Containing+Papers+of+a+Mathematical+and+Physical+Character&rft.pages=243-265&rft.volume=114" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-5"><a href="#cite_ref-5">↑</a> zitiert nach Paul. <a href="Harry_Paul_(Physiker)" title="Harry Paul (Physiker)">Harry Paul</a>: Photonen: Experimente und ihre Deutung. Akademie-Verlag, Berlin 1985, ISBN 3-528-06868-X, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://books.google.de/books?id=_eiEBwAAQBAJ&pg=PA7#v=onepage">eingeschränkte Vorschau</a> in der Google-Buchsuche.

</li>

<li id="cite_note-6"><a href="#cite_ref-6">↑</a> Helge Kragh: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://arxiv.org/abs/1401.0293">Photon: New light on an old name.</a> 28. Februar 2014, abgerufen am 9. Dezember 2025.<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3APhoton&rft.title=Photon%3A+New+light+on+an+old+name&rft.description=Photon%3A+New+light+on+an+old+name&rft.identifier=http%3A%2F%2Farxiv.org%2Fabs%2F1401.0293&rft.creator=Helge+Kragh&rft.date=2014-02-28">

</li>

<li id="cite_note-7"><a href="#cite_ref-7">↑</a> <a href="Gilbert_N._Lewis" class="mw-redirect" title="Gilbert N. Lewis">Gilbert N. Lewis</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">The Conservation of Photons</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Nature</cite>. Band 118, Nr. 2981, Dezember 1926, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220028-0836%22&key=cql">0028-0836</a>, S. 874–875, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1038/118874a0">10.1038/118874a0</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nature.com/articles/118874a0">nature.com</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=The+Conservation+of+Photons&rft.au=Gilbert+N.+Lewis&rft.date=1926-12&rft.doi=10.1038%2F118874a0&rft.genre=journal&rft.issn=0028-0836&rft.issue=2981&rft.jtitle=Nature&rft.pages=874-875&rft.volume=118" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-8"><a href="#cite_ref-8">↑</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?hev">CODATA Recommended Values.</a> National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 30. Juli 2019.<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3APhoton&rft.title=CODATA+Recommended+Values&rft.description=CODATA+Recommended+Values&rft.identifier=https%3A%2F%2Fphysics.nist.gov%2Fcgi-bin%2Fcuu%2FValue%3Fhev&rft.publisher=National+Institute+of+Standards+and+Technology">  Wert für h in der Einheit eVs, eingesetzt in das Produkt h c.

</li>

<li id="cite_note-9"><a href="#cite_ref-9">↑</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?c">CODATA Recommended Values.</a> National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 30. Juli 2019.<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3APhoton&rft.title=CODATA+Recommended+Values&rft.description=CODATA+Recommended+Values&rft.identifier=https%3A%2F%2Fphysics.nist.gov%2Fcgi-bin%2Fcuu%2FValue%3Fc&rft.publisher=National+Institute+of+Standards+and+Technology">  Wert der Lichtgeschwindigkeit, eingesetzt in das Produkt h c.

</li>

<li id="cite_note-10"><a href="#cite_ref-10">↑</a> M. Amenomori et al.: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">First Detection of Photons with Energy beyond 100 TeV from an Astrophysical Source</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Physical Review Letters</cite>. Band 123, Nr. 5, 29. Juli 2019, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220031-9007%22&key=cql">0031-9007</a>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.051101">10.1103/PhysRevLett.123.051101</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.051101">aps.org</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=First+Detection+of+Photons+with+Energy+beyond+100+TeV+from+an+Astrophysical+Source&rft.au=M.+Amenomori+et+al.&rft.date=2019-07-29&rft.doi=10.1103%2FPhysRevLett.123.051101&rft.genre=journal&rft.issn=0031-9007&rft.issue=5&rft.jtitle=Physical+Review+Letters&rft.volume=123" style="display:none">

</li>

Liang-Cheng Tu, Jun Luo, George T Gillies: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">The mass of the photon</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Reports on Progress in Physics</cite>. Band 68, Nr. 1, 1. Januar 2005, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220034-4885%22&key=cql">0034-4885</a>, S. 77–130, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1088/0034-4885%2F68%2F1%2FR02">10.1088/0034-4885/68/1/R02</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/68/1/R02">iop.org</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=The+mass+of+the+photon&rft.au=Liang-Cheng+Tu%2C+Jun+Luo%2C+George+T+Gillies&rft.date=2005-01-01&rft.doi=10.1088%2F0034-4885%2F68%2F1%2FR02&rft.genre=journal&rft.issn=0034-4885&rft.issue=1&rft.jtitle=Reports+on+Progress+in+Physics&rft.pages=77-130&rft.volume=68" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-GoldhaberNieto_RMP_2010-12"><a href="#cite_ref-GoldhaberNieto_RMP_2010_12-0">↑</a> Alfred Scharff Goldhaber, Martin Nieto: <cite style="font-style:italic">Photon and graviton mass limits</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Rev. Mod. Phys.</cite> Band 82, 2010, S. 939, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.939">10.1103/RevModPhys.82.939</a>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=Photon+and+graviton+mass+limits&rft.au=Alfred+Scharff+Goldhaber%2C+Martin+Nieto&rft.btitle=Rev.+Mod.+Phys.&rft.date=2010&rft.doi=10.1103%2FRevModPhys.82.939&rft.genre=book&rft.pages=939&rft.volume=82" style="display:none">

</li>

R. L. Workman et al. (<a href="Particle_Data_Group" title="Particle Data Group">Particle Data Group</a>): <cite style="font-style:italic">Review of Particle Physics</cite>. In: <cite style="font-style:italic">Prog. Theor. Exp. Phys.</cite> 2022, S. 083C01 (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://pdg.lbl.gov/2023/listings/rpp2023-list-photon.pdf">lbl.gov</a> [PDF] und 2023 update).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=Review+of+Particle+Physics&rft.au=R.+L.+Workman+et+al.+%28Particle+Data+Group%29&rft.btitle=Prog.+Theor.+Exp.+Phys.&rft.date=2022&rft.genre=book&rft.pages=083C01" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-14"><a href="#cite_ref-14">↑</a> Alfred S. Goldhaber, Michael Martin Nieto: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">New Geomagnetic Limit on the Mass of the Photon</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Physical Review Letters</cite>. Band 21, Nr. 8, 19. August 1968, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220031-9007%22&key=cql">0031-9007</a>, S. 567–569, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.21.567">10.1103/PhysRevLett.21.567</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.21.567">aps.org</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=New+Geomagnetic+Limit+on+the+Mass+of+the+Photon&rft.au=Alfred+S.+Goldhaber%2C+Michael+Martin+Nieto&rft.date=1968-08-19&rft.doi=10.1103%2FPhysRevLett.21.567&rft.genre=journal&rft.issn=0031-9007&rft.issue=8&rft.jtitle=Physical+Review+Letters&rft.pages=567-569&rft.volume=21" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-15"><a href="#cite_ref-15">↑</a> Alfred Scharff Goldhaber, Michael Martin Nieto: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Photon and graviton mass limits</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Reviews of Modern Physics</cite>. Band 82, Nr. 1, 23. März 2010, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220034-6861%22&key=cql">0034-6861</a>, S. 939–979, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.939">10.1103/RevModPhys.82.939</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.82.939">aps.org</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=Photon+and+graviton+mass+limits&rft.au=Alfred+Scharff+Goldhaber%2C+Michael+Martin+Nieto&rft.date=2010-03-23&rft.doi=10.1103%2FRevModPhys.82.939&rft.genre=journal&rft.issn=0034-6861&rft.issue=1&rft.jtitle=Reviews+of+Modern+Physics&rft.pages=939-979&rft.volume=82" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-16"><a href="#cite_ref-16">↑</a> Siehe z. B. <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r261891140">

/* start https://de.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .webarchiv-memento a{color:inherit}

/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20090212001945/http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=10053">pro-physik.de</a> (<a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a> vom 12. Februar 2009 im <a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a>) über Spin-Hall-Effekt jetzt auch mit Photonen

</li>

<li id="cite_note-17"><a href="#cite_ref-17">↑</a> Particle Data Group, R L Workman et al.: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Review of Particle Physics</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Progress of Theoretical and Experimental Physics</cite>. Band 2022, Nr. 8, 8. August 2022, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%222050-3911%22&key=cql">2050-3911</a>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1093/ptep%2Fptac097">10.1093/ptep/ptac097</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://academic.oup.com/ptep/article/doi/10.1093/ptep/ptac097/6651666">oup.com</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=Review+of+Particle+Physics&rft.au=Particle+Data+Group%2C+R+L+Workman+et+al.&rft.date=2022-08-08&rft.doi=10.1093%2Fptep%2Fptac097&rft.genre=journal&rft.issn=2050-3911&rft.issue=8&rft.jtitle=Progress+of+Theoretical+and+Experimental+Physics&rft.volume=2022" style="display:none">

</li>

<li id="cite_note-18"><a href="#cite_ref-18">↑</a> Lene Vestergaard Hau, S. E. Harris, Zachary Dutton, Cyrus H. Behroozi: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Light speed reduction to 17 metres per second in an ultracold atomic gas</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Nature</cite>. Band 397, Nr. 6720, Februar 1999, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%221476-4687%22&key=cql">1476-4687</a>, S. 594–598, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1038/17561">10.1038/17561</a> (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nature.com/articles/17561">nature.com</a> [abgerufen am 9. Dezember 2025]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Photon&rft.atitle=Light+speed+reduction+to+17+metres+per+second+in+an+ultracold+atomic+gas&rft.au=Lene+Vestergaard+Hau%2C+S.+E.+Harris%2C+Zachary+Dutton%2C+...&rft.date=1999-02&rft.doi=10.1038%2F17561&rft.genre=journal&rft.issn=1476-4687&rft.issue=6720&rft.jtitle=Nature&rft.pages=594-598&rft.volume=397" style="display:none">

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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