Das Photon (im nicht fachsprachlichen Zusammenhang auch Foton) ist das Quant des elektromagnetischen Feldes. Man spricht von Photonen, wenn man den Teilchencharakter elektromagnetischer Wellen, insbesondere des Lichts betonen will.
Es gibt keine ruhenden Photonen, noch können sie sich mit beliebiger Geschwindigkeit bewegen, ihre Ausbreitung erfolgt vielmehr grundsätzlich mit Lichtgeschwindigkeit. (Die Lichtgeschwindigkeit selbst ist jedoch in verschiedenen Medien unterschiedlich, und weicht im Allgemeinen kann von der Vakuumlichtgeschwindigkeit ab.) Photonen haben keine Ruhemasse. Als Spin-„1“-Teilchen sind Photonen Bosonen. Insofern können beliebig viele Photonen den selben quantenmechanischen Zustand besetzen, etwa im Laser. Photonen besitzen ausschließlich transversale Polarisation.
Die Energie des Photons ist
sein Impuls ergibt sich als
wobei das plancksche Wirkungsquantum, und Frequenz und Wellenlänge des Lichts, und die Lichtgeschwindigkeit sind.
Die Vermittelung der elektromagnetischen Wechselwirkung wird in der Quantenelektrodynamik durch Photonenaustausch beschrieben.
Die Quantisierung des elektromagnetischen Feldes geht letztendlich auf die Erklärung der Schwarzkörperstrahlung durch Max Planck im Jahr 1900 zurück. Planck selbst stellte sich allerdings nicht das elektromagnetische Feld an sich quantisiert vor, sondern erklärte die Quantisierung damit, dass die Oszillatoren in den Wänden der Schwarzkörperresonatoren nur diskrete Energiemengen mit dem elektromagnetischen Feld austauschen können. Grundlegend zur Entdeckung des Photons (d.h. des Teilchencharakters von Licht) war auch der 1887 von Heinrich Hertz und Wilhelm Hallwachs beobachtete fotoelektrische Effekt. Albert Einstein beschrieb 1905 in seiner Publikation zum Fotoelektrischen Effekt das Licht als aus Lichtquanten mit Partikeleigenschaften bestehend. Damit griff er die bereits frühere z.B. von Isaac Newton vertretene Vorstellung auf, welche das Licht als Teilchenstrom aufasste. Die formale Quantentheorie des Lichtes wurde erst seit 1925 beginnend mit Arbeiten von Max Born, Pascual Jordan und Werner Heisenberg entwickelt. Die bis heute gültige Theorie der elektromagnetischen Strahlung, welche auch die Lichtquanten beschreibt, die Quantenelektrodynamik, geht auf eine Arbeit von Paul Dirac im Jahr 1927 zurück, in der er die Wechselwirkung von quantisierter elektromagnetischer Strahlung mit einem Atom beschreibt. Der Begriff "Photon" wurde 1926 durch den Chemiker Gilbert N. Lewis geprägt, der darunter aber nicht das Lichtquant verstand, sondern eher einen von ihm vorgeschlagenen Mechanismus mit dem ein Atom mit der elektromagnetischen Welle wechselwirkt.