De que maneira um fóton de luz azul é semelhante a um fóton de luz vermelha?

A luz dos fótons azuis e vermelhos tem energia, mas não tem massa, não tem carga elétrica e viaja na velocidade da luz. Todos os fótons compartilham essas propriedades, não importa seu nível de energia. A cor de um fóton vem de seu comprimento de onda, com o azul tendo um valor mais alto do que o vermelho.

As cores visíveis ao olho humano representam uma pequena parte de todo o espectro eletromagnético. Todos os fótons, visíveis ou não, carregam energia expressa através do comprimento de onda. O comprimento de onda determina como o fóton interage com outras partículas elementares. Os fótons na extremidade gama ou de raios-X do espectro podem penetrar na maior parte da matéria porque possuem comprimentos de onda muito altos. Os fótons no espectro visível, tendo comprimentos de onda muito menores, tendem a refletir na matéria ou a serem absorvidos por ela. Essa propriedade explica por que os humanos veem as cores da maneira como as veem.

Somente na década de 1960 os físicos puderam estudar cores e comprimentos de onda específicos de fótons usando lasers. O estudo subsequente não revelou diferenças nas propriedades dos fótons além do comprimento de onda, embora várias aplicações usando luz coerente produzida por lasers tenham se tornado comuns.

Embora os fótons pareçam não ter massa, eles interagem com outras partículas fundamentais. Max Planck e Albert Einstein estabeleceram as bases para a física quântica enquanto estudavam a luz e a radiação. Planck propôs que a energia irradiada em pacotes discretos que chamou de quanta e mostrou como a energia seria transportada pelos quanta. Einstein mostrou como esses quanta podem produzir corrente elétrica quando a luz incide sobre materiais específicos, sugerindo que os fótons, embora não tenham massa, podem desalojar um elétron em um átomo. Este foi o efeito fotoelétrico, que lhe rendeu um prêmio Nobel.