Kandungan
Foton adalah sejenis paket tenaga, yang mempamerkan tingkah seperti gelombang yang mirip dan tingkah laku seperti zarah. Fotonya adalah gelombang elektromagnetik, seperti cahaya yang boleh dilihat, atau sinar-x, tetapi juga dikelaskan dalam tenaga seperti zarah. Oleh itu, tenaga photon adalah pelbagai daripada pemalar asas, yang dipanggil Plancks constant, h = 6.62607015 × 10-34 J s _._
Kira Tenaga Foton
Kita boleh mengira tenaga foton dalam dua cara. Jika anda sudah tahu frekuensi, f, dari foton di Hz, kemudian gunakan E = hf. Persamaan ini pertama kali dicadangkan oleh Max Planck, yang berteori bahawa tenaga foton diukur. Oleh itu, kadang-kadang persamaan tenaga ini disebut sebagai persamaan Plancks.
Satu lagi bentuk persamaan Plancks menggunakan hubungan mudah itu c = λ f, di mana λ ialah panjang gelombang foton, dan c adalah kelajuan cahaya, yang tetap dan adalah 2.998 × 108 Cik. Jika anda tahu kekerapan foton, anda boleh dengan mudah mengira panjang gelombang dengan formula berikut: λ = c / f.
Sekarang kita boleh mengira tenaga foton dengan sama ada versi persamaan Plancks: E = hf atau E = hc / λ. Selalunya kita menggunakan unit eV, atau voltan elektron, sebagai unit untuk tenaga foton, bukan joules. Anda boleh gunakan h = 4.1357 × 10-15 eV s, yang menghasilkan skala tenaga yang lebih munasabah untuk foton.
Foton mana yang lebih bertenaga?
Formula menjadikannya sangat mudah untuk melihat bagaimana tenaga bergantung pada kekerapan dan panjang gelombang foton. Mari lihat setiap formula yang ditunjukkan di atas, dan lihat apa yang mereka nyatakan tentang fizik foton.
Pertama, kerana panjang gelombang dan kekerapan sentiasa berganda untuk sama dengan pemalar, jika foton A mempunyai kekerapan yang dua kali ganda daripada foton B, panjang gelombang foton A mesti 1/2 daripada panjang gelombang foton B.
Kedua, anda boleh belajar banyak tentang bagaimana kekerapan foton dapat memberi gambaran relatif tenaga. Sebagai contoh, kerana foton A mempunyai kekerapan yang lebih tinggi daripada foton B, kita tahu ia dua kali lebih energik. Secara umum, kita dapat melihat skala tenaga secara langsung dengan kekerapan. Begitu juga, kerana tenaga foton berkait dengan panjang gelombangnya, jika foton A mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek daripada foton B, ia sekali lagi, lebih bertenaga.
Kalkulator Tenaga Mudah Photon
Ia mungkin berguna untuk menganggarkan tenaga foton dengan cepat. Kerana hubungan antara panjang gelombang foton dan kekerapan sangat mudah, dan kelajuan cahaya adalah kira-kira 3 × 108 m / s, maka jika anda tahu urutan magnitud sama ada frekuensi atau panjang gelombang foton, anda boleh dengan mudah mengira kuantiti yang lain.
Panjang gelombang cahaya boleh dilihat adalah kira-kira 10 −8 meter, jadi f = 3 × (108 / 10 −7) = 3 × 1015 Hz. Anda juga boleh melupakan 3 jika anda hanya cuba mendapatkan anggaran pantas magnitud. Seterusnya, E = hf, jadi kalau h adalah kira-kira 4 × 10 −15 eV, maka anggaran cepat untuk tenaga foton cahaya yang kelihatan E = 4 × 10 −15× 3 × 1015, atau sekitar 12 eV.
Itulah nombor yang baik untuk diingati sekiranya anda ingin mengetahui dengan cepat jika foton berada di atas atau di bawah julat yang kelihatan, tetapi keseluruhan prosedur ini adalah cara yang baik untuk membuat anggaran pantas tenaga foton. Prosedur yang cepat dan mudah bahkan boleh dianggap sebagai kalkulator tenaga foton yang mudah!