Περιεχόμενο
Τα φωτόνια είναι πόσα ελαφριά ή στοιχειώδη σωματίδια μεταδίδουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα φωτός. Το ορατό φως αντιπροσωπεύει ένα εξαιρετικό παράδειγμα φωτονίων. Αρκετές φυσικές τιμές, συμπεριλαμβανομένου του μήκους κύματος και της συχνότητας (μετρούνται σε hertz ή Hz), χαρακτηρίζουν τα φωτόνια. Η ενέργεια φωτονίων μπορεί να υπολογιστεί με βάση τη συχνότητα ή το μήκος κύματος, με τη βοήθεια ορισμένων θεμελιωδών φυσικών σταθερών.
Βήμα 1
Καταγράψτε τις τιμές των φυσικών σταθερών που απαιτούνται για τον υπολογισμό της ενέργειας. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι:
Ταχύτητα φωτός (c) = 299.792.458 m / s Σταθερή Planck (h) = 4.13566733 * 10 ^ -15 eV Σημειώστε ότι το ηλεκτρονικό βολτ (eV) είναι η μονάδα που χρησιμοποιείται συνήθως για την έκφραση της ενέργειας του φωτονίου.
Βήμα 2
Πολλαπλασιάστε την ταχύτητα του φωτός με τη σταθερά Planck και διαιρέστε το προϊόν με το μήκος κύματος για να υπολογίσετε την ενέργεια του φωτονίου. Για παράδειγμα, τα φωτόνια με κίτρινο ορατό φως έχουν μήκος κύματος περίπου 580 nm ή 5,810 ^ -7 μ. Έτσι, η ενέργειά του είναι (299.792.458 m / s) x (4.1356673310-15 eV ^) / (5,8 * 10-7 m) = 2,14 eV.
Σημειώστε ότι το πρόθεμα "nano" (n) δείχνει το μέγεθος 10 ^ -9.
Βήμα 3
Μια άλλη προσέγγιση είναι να πολλαπλασιαστεί η συχνότητα φωτονίων με τη σταθερά Planck για τον υπολογισμό της ενέργειας φωτονίου. Για παράδειγμα, η συχνότητα των φωτονίων που αντιστοιχούν στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) είναι 7,810 ^ 14 Hz ή 780 Thz; η ενέργεια του φωτονίου είναι (7.810 ^ 14 Hz) x (4,133566733 * 10 ^ -15 eV) = 3,23 eV. Σημειώστε ότι το πρόθεμα "tera" (T) αντιστοιχεί στο μέγεθος 10 ^ 12.
Βήμα 4
Πολλαπλασιάστε την ενέργεια στο eV με τον παράγοντα 1.602176510 ^ -19 για να λάβετε την τιμή υπολογισμού σε joules (J), εάν είναι απαραίτητο. Για παράδειγμα, η ενέργεια των 3,23 eV που θα μετατραπεί θα είναι ίση με 5,1810 ^ -19 J.