Фотон, обладающий волновыми свойствами, должен иметь одновременно и сложную внутреннюю структуру и протяжённые размеры.

Для определения структуры фотона нужно было бы поставить физический эксперимент, но этот эксперимент давно проведён. Это эксперимент по разложению фотона на составляющие его части.

«При повышении энергии фотонов все более и более проявляется их корпускулярные свойства. Это наглядно проявляется в фотоэффекте, в эффекте Комптона, а при дальнейшем повышении энергии обнаруживается еще одно кардинальное свойство фотонов, заключающееся в том, что они превращаются в электрически заряженные частицы - электрон и позитрон (положительный электрон). Это явление возникает тогда, когда фотоны достигают энергии, величина которой удовлетворяет условию:

 

, (2)

 

где - масса покоя электрона; - скорость света.

Такие фотоны вблизи ядер атомов превращаются в пару частиц: электрон и позитрон, а фотон исчезает. Таким образом, имеет место порождение заряженных частиц фотонами высоких энергий. Этот процесс принадлежит к числу таких процессов, когда происходят коренные преобразования вещества. При наблюдении в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, электронно-позитронная пара, порождаемая - фотоном, образует «вилку», являющуюся следом электрона и позитрона, как это схематически показано на рис. 1.

Рис. 1. След распада фотона в камере Вильсона.

 

В точке М камеры Вильсона происходит превращение фотона в электронно - позитронную пару. Под действием магнитного поля движущиеся электрон и позитрон отклоняются в противоположные стороны. При очень сильном магнитном поле траектории электрона и позитрона могут превратиться в окружности.

Наряду с порождением частиц фотонами высоких энергий может иметь место и обратный процесс - превращение электрона и позитрона в два или большее число - фотонов.

Этот процесс называется не вполне удачно аннигиляцией электрона и позитрона». [2]

Если бы фотон представлял собой бесструктурную частицу, то наличие любого количества энергии не служило бы поводом для его распада. Но если в состав фотона до его распада входила связанная электронно - позитронная пара, то наличие энергии равной, или большей условию (2), является принципиальным. Наличие такого количества энергии позволяет электрону и позитрону при определённых условиях получать собственную массу покоя и выходить из состава фотона, в котором они находились в связанном состоянии.

Таким образом, эксперимент по разложению фотона на составляющие его части показывает, что в состав кванта электромагнитного излучения входит связанная электронно – позитронная пара.

 

 

Вывод основного уравнения