Объясните простыми словами как фотоны могут быть разные?

Question

Вот электромагнитные колебания как-то описываются через волновые функции и корпускулу (фотон) . У электромагнитных колебаний есть частота и энергия. Чем выше частота, тем быстре колебание распространяется в среде. Ну или например если фотон родился вблизи горизонта чёрной дыры и медленно летит, то он краснет и может из света перейти в гамма-излучение или рентген или радиоизлучение. Как всё это понимать в терминах фотона? Фотон меняется? Как фотон может быть разный?

По-другому спрошу: свет и радиоизлучение - это одной природы явление. Электромагнитное колебание, называется. Но для света применяется такое корпускулярное понятие, как "фотон". Цвет света определяется частотой (длина волны в нанометрах) - это разные фотоны? Фотоны разной частоты? Красный свет и зелёный свет несут фотоны разной частоты? А как частота относится с энергией? Чем выше частота, тем выше энергия? Если понизить частоту ЭМ-колебаний, то получим радиоизлучение в какой-то момент. А тут применимо понятие фотона? Что такое фотон в терминах радиоволн? Радиоимпульс минимальной длины, когда его частота ещё различима или что?

Answer 1

"как фотоны могут быть разные"
Они могут иметь разную спиральность, все их прочие характеристики одинаковы с точностью до непрерывного преобразования наблюдателя (т. е. в пределах компоненты связности группы Пуанкаре) .

Обычные ЭМ-волны могут же иметь левую и правую круговые поляризации, поляризация откуда-то же появляется при описании волн через фотоны, так что нечего тут удивляться.

Answer 2

Ну и каша в голове у автора.
Фотон (как и ЭМ волны) всегда движется со скоростью света (в вакуме)
Изменяется не скорость фотона (ЭМ волны) а его частота из-за эффекта Доплера например.
Понять тебе вряд ли что получится, просто прими на веру, что фотон одновременно является и частицей и волной.
С энергией все верно, фотоны с боле высокой частотой имеют боле высокую энергию.
Следует всегда помнить: фотон так же как и ЭМ волны - это кванты. ЭМ волна не непрерывна, она состоит из квантов (можно назвать их фотонами) в том числе и в радиодиапазоне. Может тебе станет понятней если частоту представит периодом.
Или посмотри график ЭМ волны. Я ХЗ как это объяснить, если сами ученые не понимают квантовую механику.

Answer 3

Фотон - это сгусток энергии, несущий в себе сумму двух энергий. Электростатического поля и элементарного тока (магнитная энергия)
Красный и зелёный фотоны действительно несут ручную энергию. Чем частота выше (чем боле "фиолетовый " фотон, тем выше энергия. Ещё выше рентгеновское излучение, ещё выше -гамма излучение
В вакуме фотон не летит медленно, в вакуме фотон ВСЕГДА летит со скоростью света.
Изменение частоты (посинение или покраснение) связано с так называемым допплеровским эффектом.