W jaki sposób jest foton niebieskiego światła podobny do fotonu czerwonego światła?

Światło z niebieskiego i czerwonego fotonu ma energię, ale nie ma masy, nie ma ładunku elektrycznego i podróżuje z prędkością światła. Wszystkie fotony dzielą te właściwości, bez względu na ich poziom energii. Kolor fotonu pochodzi z jego długości fali, a niebieski ma większą wartość niż czerwień.

Kolory widoczne dla ludzkiego oka reprezentują niewielką część całego widma elektromagnetycznego. Wszystkie fotony, widoczne lub nie, przenoszą energię wyrażoną przez długość fali. Długość fali określa sposób interakcji fotonu z innymi cząstkami elementarnymi. Fotony na gamma lub na końcu widma promieniowania rentgenowskiego mogą przeniknąć większość materii, ponieważ mają bardzo dużą długość fali. Fotony w widmie widzialnym, mające dużo mniejszą długość fal, albo odbijają materię, albo są przez nią pochłaniane. Ta właściwość wyjaśnia, dlaczego ludzie widzą kolor tak jak oni.

Dopiero w latach 60. fizycy mogli badać określone kolory i długości fali fotonów za pomocą laserów. Późniejsze badania wykazały brak różnic w właściwościach fotonów poza długością fali, chociaż powszechne stały się liczne aplikacje wykorzystujące spójne światło wytwarzane przez lasery.

Podczas gdy fotony wydają się nie mieć masy, wchodzą w interakcje z innymi podstawowymi cząstkami. Max Planck i Albert Einstein położyli podwaliny pod fizykę kwantową, badając światło i promieniowanie. Planck zaproponował, by energia promieniowała w osobnych pakietach, które nazwał kwantami, i pokazywała, w jaki sposób energia byłaby przenoszona przez kwanty. Einstein pokazał, w jaki sposób kwanty mogą wytwarzać prąd elektryczny, gdy światło świeci na określone materiały, co sugeruje, że fotony, nie mając masy, mogą usunąć elektron w atomie. Był to efekt fotoelektryczny i zdobył mu nagrodę Noble.