Hebben fotonen een lading? Zo ja positief of negatief? Zo nee, maar hun 'maker' (het elektron) is dat toch wel?

Fotonen hebben geen lading want fotonen zijn niet opgebouwd uit protonen of elektronen, zoals bij atomen het geval is. Als een positron (het antideeltje van het elektron, positief geladen) echter tegen een elektron opbotst vindt annihilatie plaats: beide deeltjes verdwijnen en er wordt een foton uitgezonden.

Een elektron in een atoom kan een foton uitzenden doordat het in een baan met lagere energie terechtkomt. Het foton neemt die vrijgekomen energie mee, maar het elektron behoudt zijn lading. Er wordt dus geen lading afgevoerd en daarom is het foton neutraal. Het foton heeft wel een energie, en dus een golflengte die heel specifiek is voor die bepaalde overgang. We spreken dan van lijnstraling.
Evenzo zijn er vrije elektronen die een foton uitzenden wanneer ze van richting veranderen. De hoeveelheid energie ligt nu niet vast en de golflengte kan allerlei waarden aannemen. We spreken nu van continustraling of temperatuurstraling.
Hetzelfde werkt in principe precies zo bij andere positief of negatief geladen deeltjes. Aan een foton kun je niet zien door wat voor deeltje het is uitgezonden. Maar als het uit de atoomkern afkomstig is of door annihilatie is ontstaan, dan zal het een veel hogere energie hebben.
Positronen kunnen dus ook fotonen uitzenden en daarbij hun (positieve) lading behouden. Maar er komen veel minder positronen voor in de natuur en al helemaal niet in atomen. Daarom kun je er vrij zeker van zijn dat een waargenomen foton van een elektron afkomstig is.

Nee, fotonen hebben geen lading en zijn elektrisch neutraal. Gelukkig maar! Anders zou licht geen rechte weg kunnen afleggen en zou licht ook door de aantrekkings- en afstotingskrachten van andere geladen deeltjes continu van richting veranderen (zoals met beta-straling gebeurt) en zou het constant zijn of we door een glas keken dat licht breekt (maar dan nog erger!).

Dat het elektron wel een lading heeft doet er niet toe. Dit houdt zijn lading net bij en gezien de wet op behoud van lading kan het foton dus niet elektrisch geladen zijn. Anders zou het elektron dat niet meer zijn.

Merk op dat een foton overigens niet per se in de neutronenwolk 'gemaakt' wordt. Ook een onstabiele kern kan fotonen uitzenden. Dit zijn dan weliswaar gammafotonen.

Het verschil wordt mooi duidelijk gemaakt met beta-straling:
Een neutron veranderd in een proton en zend uit: 1 elektron en 1 antineutrino. Het neutron had voorheen een neutrale lading en heeft nu een positieve lading aangezien het een proton is geworden maar samen met de negatieve lading van het elektron zou het nog steeds neutraal zijn: behoud van lading.
Of:
Een proton veranderd in een neutron en zend uit: 1 positron en 1 neutrino. Het proton had voorheen een positieve lading en heeft nu een neutrale lading aangezien het een neutron is geworden maar samen met de positieve lading van het positron zou het nog steeds positief geladen zijn: behoud van lading.
Of:
Indien het proton niet voldoende energie uit de onstabiele atoomkern kan halen om zelfstandig in een neutron te veranderen zal het een elektron uit de elektronenwolk 'vangen'. Dit proton + elektron wordt dus een neutron. Zowel voorheen als erna zijn ze samen echter elektrisch neutraal.