NộI Dung
- Tính năng lượng của một photon
- Những photon nào có nhiều năng lượng hơn?
- Máy tính năng lượng đơn giản Photon
Photon là những gói năng lượng nhỏ, thể hiện hành vi giống như sóng và hạt thú vị. Photon là cả hai sóng điện từ, chẳng hạn như ánh sáng nhìn thấy hoặc tia X, nhưng cũng được lượng tử hóa trong năng lượng như các hạt. Do đó, năng lượng của một photon là bội số của hằng số cơ bản, được gọi là hằng số Plancks, h = 6.62607015 × 10-34 J s _._
Tính năng lượng của một photon
Chúng ta có thể tính năng lượng của một photon theo hai cách. Nếu bạn đã biết tần số, đụ, của photon tính bằng Hz, sau đó sử dụng E = hf. Phương trình này lần đầu tiên được đề xuất bởi Max Planck, người đưa ra giả thuyết rằng năng lượng photon được lượng tử hóa. Do đó, đôi khi phương trình năng lượng này được gọi là phương trình Plancks.
Một dạng khác của phương trình Plancks sử dụng mối quan hệ đơn giản đó là c = λ đụ, Ở đâu λ là bước sóng của photon và c là tốc độ ánh sáng, là một hằng số và là 2.998 × 108 Cô. Nếu bạn biết tần số của photon, bạn có thể dễ dàng tính được bước sóng theo công thức sau: λ = c / đụ.
Bây giờ chúng ta có thể tính năng lượng của một photon bằng một trong hai phiên bản của phương trình Plancks: E = hf hoặc là E = hc /. Thông thường chúng ta sử dụng các đơn vị của eV, hoặc vôn electron, làm đơn vị cho năng lượng photon, thay vì joules. Bạn có thể dùng h = 4.1357 × 10-15 eV s, dẫn đến thang năng lượng hợp lý hơn cho các photon.
Những photon nào có nhiều năng lượng hơn?
Công thức làm cho nó rất dễ dàng để thấy năng lượng phụ thuộc vào tần số và bước sóng của một photon. Hãy xem xét từng công thức được hiển thị ở trên và xem chúng ngụ ý gì về vật lý của photon.
Đầu tiên, vì bước sóng và tần số luôn nhân với một hằng số, nếu photon A có tần số gấp hai lần photon B, thì bước sóng của photon A phải bằng 1/2 bước sóng của photon B.
Thứ hai, bạn có thể tìm hiểu rất nhiều về cách tần số của một photon có thể cung cấp một ý tưởng tương đối về năng lượng của nó. Ví dụ, vì photon A có tần số cao hơn photon B, chúng ta biết nó có năng lượng gấp đôi. Nói chung, chúng ta có thể thấy rằng năng lượng quy mô trực tiếp với tần số. Tương tự, vì năng lượng của một photon có liên quan nghịch đảo với bước sóng của nó, nếu photon A có bước sóng ngắn hơn photon B, thì nó lại sinh ra nhiều năng lượng hơn.
Máy tính năng lượng đơn giản Photon
Nó có thể hữu ích để nhanh chóng ước tính năng lượng photon. Bởi vì mối quan hệ giữa bước sóng và tần số photon rất đơn giản và tốc độ ánh sáng là khoảng 3 × 108 m / s, sau đó nếu bạn biết thứ tự cường độ của tần số hoặc bước sóng của photon, bạn có thể dễ dàng tính được đại lượng khác.
Bước sóng của ánh sáng khả kiến là khoảng 10 −8 mét, vì vậy đụ = 3 × (108 / 10 −7) = 3 × 1015 Hz. Bạn thậm chí có thể quên 3 nếu bạn chỉ đang cố gắng để có được một thứ tự ước tính cường độ nhanh chóng. Kế tiếp, E = hf, do đó, nếu h khoảng 4 × 10 −15 eV, sau đó ước tính nhanh cho năng lượng của một photon ánh sáng khả kiến là E = 4 × 10 −15× 3 × 1015hoặc khoảng 12 eV.
Đó là một số tốt cần nhớ trong trường hợp bạn muốn nhanh chóng tìm ra nếu một photon ở trên hoặc dưới phạm vi có thể nhìn thấy, nhưng toàn bộ quy trình này là một cách tốt để ước tính nhanh năng lượng photon. Thủ tục nhanh chóng và dễ dàng thậm chí có thể được coi là một máy tính năng lượng photon đơn giản!