Fotonning asl holati — uning tabiati va fizik xususiyatlari bo‘yicha fundamental tushunchalarga bog‘liq. Foton kvant mexanikasi va elektromagnit maydon nazariyasining bir qismi bo‘lib, yorug‘lik va boshqa elektromagnit nurlanishlarning kvanti (eng kichik bo‘lagi) hisoblanadi. Quyida batafsil izoh berilgan:
Fotonning fizik holati

1. Massasi nolga teng:
Fotonning statik massasi yo‘q. Bu shuni anglatadiki, u har doim bo‘shliqdagi maksimal tezlikda (yorug‘lik tezligi,c ) harakat qiladi.
Massasi nol bo‘lsa ham, foton energiya (E) va impulsga (p) ega:
E=hv p=hv/c

2. Boson tabiatiga ega:

Foton spin-kvant soni bo‘lgan zarracha, ya’ni bosondir. Spinning yo‘nalishi har doim fotonning harakat yo‘nalishiga nisbatan perpendikulyar (ko‘ndalang).
3. Zaryadsiz:
Foton elektr zaryadga ega emas. Shu sababli, u elektr maydonlar yoki magnit maydonlar ta’sirida yo‘nalishini o‘zgartirmaydi.
Fotonning energetik holati

Foton energiyasi va chastotasi bir-biri bilan bog‘liq:

E=hv

E — foton energiyasi,
h — Plank doimiysi (6.62*1/10³⁴ J/s),
v — fotonning chastotasi.

Chastotasi (yoki to‘lqin uzunligi) fotonning holatini aniqlaydi:

Past chastotali fotonlar (uzun to‘lqin) - radioto‘lqinlar.

Yuqori chastotali fotonlar (qisqa to‘lqin) - gamma-nurlar.

Klassik va kvant mexanikasi o‘rtasidagi farq

1. Klassik nazariya:
Elektromagnit to‘lqin uzluksiz maydon deb qaraladi. Yorug‘likning intensivligi maydon kuchlanishining kvadratiga bog‘liq.
2. Kvant mexanikasi:
Foton elektromagnit to‘lqinning kvanti sifatida ko‘riladi. Bu nazariya bo‘yicha yorug‘lik zarrachalar oqimi sifatida ham ifodalanadi.

Fotonning vakuumdagi holati

Foton bo‘shliqda (vakuumda) harakat qilganda, uning xossalari (tezligi, energiyasi) o‘zgarmaydi.
Yorug‘lik nisbiylik nazariyasiga ko‘ra har doim bir xil tezlikda (c) harakatlanadi, hatto kuzatuvchining harakat holati qanday bo‘lmasin.

Kuzatilgan xulosa

Fotonning "asl holati" — uning kvant xossalari va fizik parametrlariga ko‘ra shakllanadi. U bir vaqtning o‘zida ham zarracha, ham to‘lqin sifatida namoyon bo‘lib, energiya tashiydi va yorug‘likning asosiy birligi hisoblanadi. Foton elektromagnit nurlanish va kvant mexanikasi o‘rtasidagi o‘zaro bog‘liqlikni tasdiqlaydi.