Строение фотона: фотон - это квант электромагнитного потока излучения, состоящий из кванта электрического потока (1.602·10^-19 Кл) и кванта магнитного потока (2.068·10^-15 Вб). В статье доказано, что, так как фотон - это просто электромагнитная волна, то, соответственно, все его свойства можно просто рассчитывать обычной классической электродинамикой, без всякой постоянной Планка! На самом деле электродинамика может рассчитывать любые электромагнитные волны, включая фотоны, так как они все состоят из потоков электрической и магнитной индукции. Потоки имеют размерность кулон и вебер - это дискретные (квантованные) величины, которые не могут быть меньше одного кванта. Получается, электромагнитная волна может состоять минимум из кванта электрического потока и кванта магнитного потока, что представляет электромагнитный квант - фотон. Отсюда легко выполнить электродинамический расчет всех свойств фотона - электромагнитная энергия, импульс, спин и прочее.

Энергия всех электромагнитных волн складывается из энергии электрических и магнитных потоков индукции - это относится и к фотонам. Поэтому, чтобы найти энергию электромагнитной волны фотона, надо просто посчитать энергию электрического потока и энергию магнитного потока, а потом сложить их. Электрические и магнитные потоки (поля) обладают энергией и массой. Электрический поток - единица кулон (количество электричества), магнитный поток - единица вебер (количество магнетизма). Экспериментально установлено, что кулон и вебер являются квантованными физическими величинами, которые могут принимать только дискретный ряд значений - все, что в этих величинах измеряется дискретно. Соответственно, электромагнитные волны, из-за дискретности электрических и магнитных потоков, также являются дискретными. Электромагнитная частица фотон - это движущееся дискретное поперечное электромагнитное возмущение, состоящее из кванта электрического потока (1.602·10^-19 Кл) и кванта магнитного потока (2.068·10^-15 Вб), то есть представляет элементарное электромагнитное возмущение.

Сам расчет свойств фотона, если использовать электродинамику, на удивление очень простой - всем известно, что, согласно электродинамике, в электромагнитной волне энергия электрического потока всегда равна энергии магнитного потока. Изменяющийся электрический поток образует ток смещения I_см = dФ_D/dt, а изменяющийся магнитный поток создает ЭДС U = dФ_B/dt. Далее простые формулы.

Зная частоту изменения электрического потока (частоту электромагнитного кванта), можно найти ток электрического смещения:

I_см = e/(T/2) = 2ev,

где e - квант электрического потока (квант количества электричества) 1.602·10^-19 Кл, T - период колебания (в формуле стоит T/2, так как в электромагнитной волне величина электрического потока дважды доходит до нуля за период колебания), v - частота v = 1/T.
 
Энергия магнитного потока электромагнитного кванта (магнитная энергия контура с током):

W_м = Ф₀I_см/2 = eФ₀v,

где Ф₀ - квант магнитного потока (квант количества магнетизма) 2.068·10^-15 Вб. В поперечной электромагнитной волне электрическая энергия всегда равна магнитной W_э = W_м, поэтому полная энергия электромагнитного кванта равна:

W = W_э + W_м = 2W_м = Ф₀I_см = 2eФ₀v.

Произведение 2eФ₀ = 6.626·10^-34 Кл·Вб в электродинамической формуле, для краткости, просто называют коэффициентом пропорциональности постоянной Планка h:

W = 2eФ₀v = hv.

Зная частоту изменения магнитного потока, можно найти ЭДС:

U = Ф₀/(T/2) = 2Ф₀v.

Это максимальный потенциальный барьер, который может преодолеть, например, электрон при поглощении фотона. Об ЭДС фотонов можно судить по падению напряжения на светодиодах (обратный процесс). Например, для светодиодов с красным спектром излучения с длиной волны 7·10^-7 м напряжение примерно 1.8 В.
 
Энергия электрического потока электромагнитного кванта (энергия заряженного конденсатора):

W_э = eU/2 = eФ₀v.

Эффективная мощность электромагнитного возмущения:

P = UI_см = 2Ф₀v · 2ev = 4eФ₀v².

Протяженность поперечного возмущения равна половине длины волны, так как в поперечном возмущении разноименные области расположены поперечно, а не продольно, что является отличием поперечного возмущения от продольного. Т.е., чтобы найти энергию, надо умножить мощность на время, равное половине периода:

W = PT/2 = 4eФ₀v²/2v = 2eФ₀v = hv.

В поперечной электромагнитной волне эффективный радиус, по которому течет замкнутый электрический ток смещения поля: r = λ/2π (ток всегда замкнут), где λ - длина электромагнитной волны. Когда течет круговой ток смещения поля, то смещается масса, так как поле обладает энергией и, соответственно, массой. Если умножить полевую массу фотона M =W/c² = 2eФ₀v/c² на радиус кругового тока смещения поля и его скорость (скорость тока смещения поля равна скорости света), то получим момент количества движения полевой массы фотона (спин):

s = Mrc = (2eФ₀v/c²) · (λ/2π) · c = eФ₀/π = h/2π.

Спиновый магнитный момент кругового тока смещения поля (магнитный момент, связанный с магнитным потоком):

M_м = I_смπr² = ec²/2πv = e/εε₀μμ₀2πv.

В веществе токи смещения поля световых волн переходят в круговые поляризационные токи смещения. Т.е. происходит магнитное возмущение вещества и под действием внешнего магнитного поля может наблюдаться вращение плоскости поляризационных токов смещения, как результат прецессирования моментов количества движения электромагнитных возмущений - магнитооптический эффект Фарадея. Вращение плоскости поляризации света наблюдается только в веществе, потому что вакуумный ток смещения не отклоняется в магнитном поле и на него не действует сила Лоренца (Ампера), так как он представляет изменяющееся электрическое поле. Поляризационные же токи представляют движение заряженных частиц, на них действует магнитное поле, поэтому и наблюдается магнитооптический эффект Фарадея.

Соотношение между ЭДС и энергией:

W = 2eФ₀v = eU.

Получается, 1 В – 1.602·10^-19 Дж, т.е. равен одному электронвольту. Таким образом, электромагнитный квант с ЭДС в один вольт обладает энергией, равной одному электронвольту (1 эВ = 1.602·10^-19 Дж). Например, в фотоне с частотой 6·10¹⁴ Гц:

• ток смещения – 1.923·10^-4 А ( I_см = 2ev );
• ЭДС – 2.481 В ( U = 2Ф₀v );
• мощность – 4.771·10^-4 Вт ( P = UI_см = 4eФ₀v² );
• энергия электрического потока – 1.988·10^-19 Дж ( W_э = eU/2 = eФ₀v );
• энергия магнитного потока – 1.988·10^-19 Дж ( W_м = Ф₀I_см/2 = eФ₀v );
• электромагнитная энергия – 3.976·10^-19 Дж ( W = 2eФ₀v );
• электромагнитная энергия в электронвольтах – 2.481 эВ ( W_e = 2Ф₀v );
• электромагнитная масса в вакууме – 4.424·10^-36 кг ( M = εε₀μμ₀W );
• электромагнитный импульс в вакууме – 1.326·10^-27 кг·м/с ( p = (εε₀μμ₀)^1/2W );
• длина электромагнитной волны в вакууме – 4.997·10^-7 м ( λ = 2eФ₀/(εε₀μμ₀)^1/2W = 2eФ₀/p );
• спин – 1.056·10^-34 Дж·с ( s = eФ₀/π );
• магнитный момент в вакууме – 3.820·10^-18 Дж/Тл ( M_м = e/εε₀μμ₀2πv ).

В скобках приведены электродинамические формулы (без постоянной Планка), с помощью которых рассчитываются свойства фотона - кванта электромагнитного потока излучения. Таким образом, в электромагнитных волнах дискретны токи смещения и энергия электрических и магнитных потоков. Для их вычисления достаточно знать частоту электромагнитного кванта, величину кванта электрического потока и кванта магнитного потока, либо вместо них, чисто для упрощения выражения, можно использовать произведение электромагнитных постоянных h = 2eФ₀ = 6.626·10^-34 Кл·Вб - коэффициент пропорциональности (постоянная Планка), его еще называют квантом действия, искусственно изменяя размерность с Кл·Вб на Дж/Гц или Дж·с. Но использование только коэффициента пропорциональности не позволяет рассчитывать электродинамические параметры фотона: ток смещения, ЭДС и пр. То, что электродинамика через электромагнитные постоянные позволяет рассчитывать дискретные электромагнитные волны - фотоны, не является чем-то необычным, электродинамика и создана для того, чтобы объяснять и рассчитывать электромагнитные процессы. Расчет фотона - это обычный электродинамический расчет электромагнитного возмущения только с элементарными потоками - электрическим и магнитным. В том, что элементарная частица фотон имеет такой же электрический поток, как, например, частица электрон, также нет ничего необычного - многие частицы имеют такой же элементарный электрический поток. При движении со скоростью света этот элементарный электрический поток представляет квант магнитного потока, так как магнитный поток - это движущийся электрический поток B = μ₀[vD]. В том, что частица фотон имеет электрический поток, но не имеет электрического заряда, также нет ничего необычного - электрические потоки материальны, обладают энергией (массой) и, согласно электродинамике, могут существовать без зарядов. Электрический поток, как и заряд, измеряется в кулонах и представляет количество электричества. Т.е. хотя частица фотон и не имеет заряда, но обладает количеством электричества, таким же, как и частица электрон 1.602·10^-19 Кл (количество электричества может быть как в виде заряда, так и просто в виде вихревого электрического потока без заряда). Фотон - это электромагнитная частица, обладающая квантом количества электричества 1.602·10^-19 Кл и магнетизма 2.068·10^-15 Вб, где движущийся электрический поток создает ток электрического смещения поля. Электромагнитный квант, двигаясь равномерно, является источником вторичных волн, но из-за интерференции не создает излучения, все вторичные волны гасят друг друга, не излучаясь.

«Согласно принципу Гюйгенса каждая точка поверхности, которой достигла в данный момент волна, является точечным источником вторичных волн.»
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.224.
«При равномерном движении частицы эти волны оказываются когерентными и поэтому интерферируют между собой.»
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.241.
«Для каждого значения λ длины волны излучения можно найти такое значение l = l_aλ, при котором Δ = λ/2, так что элементарные волны гасят друг друга ...»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.400.

Электродинамика позволяет однозначно ответить на вопрос, что такое фотон. Фотон - это квант электромагнитного потока излучения, состоящий из кванта электрического потока (1.602·10^-19 Кл) и кванта магнитного потока (2.068·10^-15 Вб). Движущееся квантовое (элементарное) электромагнитное возмущение образует (возбуждает) парциальные электромагнитные волны, которые когерентны и, согласно принципу Гюйгенса, за счет интерференции, не излучаются в пространство, а движутся вместе с электромагнитным квантом как единое целое (волна де Бройля), представляя пакет парциальных волн в виде цуга.

Т.е. элементарная электромагнитная частица фотон - это одно поперечное электромагнитное возмущение, с которым, как и у всех движущихся частиц, связана волна де Бройля - корпускулярно-волновой дуализм, поэтому он, как и электрон, может создавать интерференцию.

«Волны де Бройля - волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ.
«Фотону как квантовой частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Фотон

Все частицы, а не только фотоны - это возбужденные состояния полевой среды, которые при движении сопровождаются волной де Бройля. Поэтому волны для всех частиц, включая фотоны, рассчитываются одинаково - по формуле волны де Бройля: λ = h/p, где p - импульс.

«Электромагнитная природа света подтверждена окончательно. Лишь в 2009 году физики создали методику, способную измерить колебания магнитной компоненты света.»
Физики доказали электромагнитную природу света. http://1ll.ru/content/view/78/2/

Если раньше еще были сомнения, можно ли рассчитывать фотоны на основе электродинамики, то последние экспериментальные факты однозначно подтвердили, что фотоны - это обычные электромагнитные колебания, поэтому при расчете фотонов всегда надо использовать электромагнитные постоянные, а не какие-то странные коэффициенты пропорциональности.

«Электромагнитные постоянные: Элементарный заряд e (1.602·10^-19 Кл), Квант магнитного потока Ф₀ (2.068·10^-15 Вб).»
Физические величины (справочник). 1991. С.1234.
«Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными.»
http://physics.ru/textbook1/chapter1/section/paragraph1

Фотоны представляют электромагнитные колебания, такие же, как, например, в антеннах, где электродинамика эти колебания прекрасно рассчитывает, но когда переходят к фотонам, то почему-то сразу забывают электродинамику. Сама формула электромагнитных колебаний универсальная: v = 1/2π(LC)^1/2 и, если трудно представить электродинамические процессы в фотоне, то для наглядности можно просто рассмотреть элементарные колебания в самом простом идеальном колебательном контуре, например, в полуволновом диполе (антенна), где энергия элементарного электрического заряда переходит в энергию элементарного магнитного потока. Квант электрического заряда e и квант магнитного потока Ф₀ - это минимально возможные физические величины, которые могут участвовать в электромагнитных колебаниях. Т.е. представляет один квант электромагнитных колебаний - минимальная величина. Выведем формулу энергии колебаний электромагнитного кванта. Из Ф₀ = LI и W = Ф₀I/2 получим L = Ф₀²/2W. Из e = CU и W = eU/2 получим C = e²/2W. Подставив L и C в формулу электромагнитных колебаний v = 1/2π(LC)^1/2 = W/πeФ₀, получим зависимость энергии колебаний от частоты W = 2eФ₀v · π/2 = hv · π/2 (произведение 2eФ₀ представляет постоянную Планка h, ее можно вставить в формулу для наглядности). Известно, что эффективное значение параметров полуволнового диполя 2/π, тогда получается W = 2eФ₀v = hv.

Вокруг фотона, представляющего банальное электромагнитное возмущение, состоящее из двух элементарных потоков - электрического и магнитного, понаписали столько интерпретаций и договорились до того, что свет стали считать "самым темным местом в физике". В результате все это привело к господству на протяжении почти целого века метафизического мнения, что строение фотона вообще нельзя представить и тем более рассчитать на основе электродинамики. Надеюсь, что в конце концов этот электродинамический расчет появится в учебниках по электродинамике. Ну а пока, если встретится утверждение, будто бы электродинамика не может рассчитывать фотоны, знайте, что это заблуждение и не соответствует действительности, а физики, занимающиеся фотонами, часто попросту не знают электродинамику - то, что фотоны это обычные электромагнитные колебания, состоящие из электрических и магнитных потоков индукции и нужно всего лишь посчитать энергию этих потоков.

«Аристотель утверждал, что у мухи - восемь ног. И веками все европейские ученые в этом не сомневались. Поймать муху и посчитать - недостойно ученого.»
http://www.inpearls.ru/1449208

Аналогичная ситуация с утверждением, что электродинамика не может посчитать свойства фотона, хотя надо было всего лишь взять электромагнитные постоянные и с помощью обычных электродинамических формул посчитать фотон. Это также просто, как у мухи посчитать ноги.

«... постоянной Планка называется коэффициент пропорциональности ...»
Квантовая физика. И.Е.Иродов. 2001. С.11.
«Не следует привлекать новые сущности без крайней на то необходимости.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Бритва_Оккама

Постоянная Планка для других расчетов, возможно, нужна, но в электродинамике совершенно нет необходимости в коэффициенте пропорциональности. Для расчета электромагнитных волн полностью достаточно обычных электромагнитных постоянных, а привлечение новой сущности нарушает принцип "бритвы Оккама", что противоречит современной физике! Сегодня доклад "Электродинамический расчет фотона" в Интернете стоит самым первым в поиске, например - "Строение фотона".