Фотоны. 
Интерференции света

В релятивистской физике (в теории относительности) показывается, что масса m и энергия W взаимосвязаны:

W=mc2

Поэтому кванту энергии.

Wф=hv

электромагнитного излучения соответствует масса.

mф=Wф/c2=hv/c2Электромагнитное излучение, а следовательно и фотон, существует только при распространении со скоростью с. Это означает, что масса покоя фотона равна нулю.

Фотон, имея массу mф и двигаясь со скоростью с, обладает импульсом.

pф=mфc=hv/c

Фотон имеет также собственный момент импульса, называемый спином.

Lф=h/2p=h

Объект, обладающий энергией, массой, импульсом, моментом импульса ассоциируется, скорее всего, с частицей. Поэтому квант энергии электромагнитного излучения — фотон — является как бы частицей электромагнитного излучения, в частности света.

Из того, что электромагнитное излучение — это совокупность фотонов, следует, что электромагнитное поле частицы представляет собой совокупность фотонов, испускаемых и поглощаемых самой же частицей.

В рамках классической физики испускание переносчика взаимодействия свободной частицей запрещено законами сохранения энергии и импульса. Квантовая физика снимает указанное запрещение, используя соотношение неопределённостей энергии и времени. Более того, при этом устанавливается связь между массой переносчика взаимодействия и радиусом действия.

Такие процессы, которые идут как бы с нарушением закона сохранения энергии, принято называть виртуальными процессами, а частицы, которые переносят взаимодействие и не могут обладать энергией и импульсом, связанными так же, как в свободных частицах, — виртуальными частицами. Виртуальные обменные частицы, участвующие во взаимодействии, обнаружить невозможно. Но, увеличивая энергию излучающей частицы, например, ускоряя электроны, можно виртуальные фотоны превратить в действительные, свободные, которые могут регистрироваться. Это является процессом излучения реальных фотонов.

Такое представление электромагнитного поля приводит к пересмотру концепции взаимодействия электрически заряженных частиц посредством электромагнитного поля. Если от частицы окажется другая заряженная частица, то фотон, испущенный одной частицей, может поглотиться другой, и наоборот, в результате чего произойдет обмен фотонами, т. е. частицы начнут взаимодействовать. Таким образом, электромагнитное взаимодействие частиц происходит путем обмена фотонами. Этот механизм взаимодействия называется обменным и распространяется на все взаимодействия. Любое поле — это совокупность квантов — переносчиков взаимодействий, испускаемых взаимодействующей частицей, а любое взаимодействие — это обмен переносчиками взаимодействия.

В заключении отметим, что фотон является одной из частиц из группы фундаментальных частиц.