Na stronie używamy cookies. Korzystanie z witryny oznacza zgodę na ich wykorzystywanie. Szczegóły znajdziesz w Regulaminie.
ZAMKNIJ X

Energia fotonu

Ostatnio komentowane
głupie do rzeczy na drugi raz
felisityfornow • 2016-12-10 17:19:44
Spoko?
DOWNN • 2016-12-10 15:00:50
Jest ok
Uczeń2002 • 2016-12-10 13:39:29
za trudne do zrozumienia
ola, 12 lat • 2016-12-10 11:51:46
takie se
szpilllla • 2016-12-09 15:16:18
Autor:
Drukuj
Drukuj
Rozmiar
AAA

Energia fotonu

Energia niesiona przez światło jest kwantowana, tzn. przesyłana jest w pewnych porcjach zwanych fotonami. Energia pojedynczego fotonu jest wprost proporcjonalna do częstotliwości światła i wyraża się wzorem:

E _{f} =h\nu

gdzie: h = 6,63•10-34J•s – stała Plancka, υ – częstotliwość światła.

Częstotliwość fali jest odwrotnie proporcjonalna do jej długości \nu= \frac{c}{ \lambda } , więc energię pojedynczej cząsteczki światła można wyrazić następująco:

E _{f} = \frac{hc}{ \lambda }

gdzie: c = 3•108m/s – prędkość światła w próżni, λ – długość fali.

Z każdą formą energii związana jest masa, która zgodnie z teorią relatywistyczną Alberta Einsteina jest równa:

E=mc ^{2}  \Rightarrow m= \frac{E}{c ^{2} }

Zatem masa poruszającego się fotonu wyraża się wzorem:

m= \frac{h}{ \lambda  \cdot c}
 
Masa fotonu związana jest wyłącznie z niesioną przez niego energią.

Przedstawione powyżej zależności są przejawem dualizmu korpuskularno-falowego, bowiem opisują one właściwości cząsteczkowe światła poprzez wielkości typowo falowe, takie jak długość i częstotliwość fali.

Energia fotonu – przykład.

Znajdź długość i częstotliwość fali fotonu, którego energia wynosi 4•10-19J. Jaka masa relatywistyczna odpowiada temu fotonowi?

Dane:                                           Szukane:
Ef = 4•10-19J                                    λ = ?
h = 6,63•10-34 J•s                             υ = ?
c = 3•108m/s                                     m = ?

Rozwiązanie:

Skoro E _{f} =h\nu
, to:

\nu= \frac{E _{f} }{h} = \frac{4 \cdot 10 ^{-19}J }{6,63 \cdot 10 ^{-34}J \cdot s }  \approx 0,6 \cdot 10 ^{15} Hz

 \lambda = \frac{c}{\nu} = \frac{3 \cdot 10 ^{8} \frac{m}{s}  }{0,6 \cdot 10 ^{15}Hz } =5 \cdot 10 ^{15} Hz

m= \frac{h}{ \lambda  \cdot c} = \frac{6,63 \cdot 10 ^{-34}J \cdot s }{5 \cdot 10 ^{-7}m \cdot 3 \cdot 10 ^{8} \frac{m}{s}   } =0,442 \cdot 10 ^{-35} kg

Polecamy również:

  • Pęd fotonu

    Foton, czyli porcja energii elektromagnetycznej, to jedyny obiekt, który może się poruszać z prędkością absolutną, czyli prędkością światła w próżni (c ≈ 3•108 m/s). Zgodnie z przewidywaniami szczególnej teorii względności, każdy obiekt, który posiada masę spoczynkową,... Więcej »

Komentarze (3)
1 + 2 =
Komentarze
oli • 2016-11-05 09:28:15
Foton nie ma co prawda masy spoczynkowej m_0=0, ale posiada niezerową masę relatywistyczną m_r=h/(λc).
Karakung • 2015-11-29 00:26:01
Wzór E=mc^2 określa masę spoczynkową, tymczasem fotonów w spoczynku nie można zaobserwować w żadnym inercjalnym układzie odniesienia. Rozważania na temat masy spoczynkowej fotonów są co najmniej problematyczne. Wzór opisujący masę fotonu jest nieprawdziwy; powszechnie przyjmuje się, że foton jest cząsteczką o masie równej 0. Posiada jednak pęd relatywistyczny - można obliczyć go ze wzoru E=pc, który jest konsekwencją tożsamości Einsteina dla cząstek mających w pewnym inercjalnym układzie odniesienia pęd p i masę spoczynkową m: E^2 = p^2c^2 + m^2c^4.
Emi • 2015-01-06 10:42:54
Przy wyliczeniu długości masz źle jednostkę. Powinna być 5*10^(-7) m.