Энергия фотона
Энергия фотона — это энергия одного кванта электромагнитного излучения. Её можно вычислить по частоте излучения или по его длине волны: чем выше частота и короче длина волны, тем больше энергия фотона.
Формула
Энергия фотона прямо пропорциональна частоте излучения и обратно пропорциональна длине волны. Для электромагнитного излучения в вакууме используют скорость света \(c \approx 3\cdot10^8\ \text{м/с}\).
Здесь \(h=6{,}63\cdot10^{-34}\ \text{Дж·с}\) — постоянная Планка, \(\nu\) — частота, а \(\lambda\) — длина волны. Если длина волны дана в нанометрах, её сначала переводят в метры: \(1\ \text{нм}=10^{-9}\ \text{м}\).
Найдём энергию фотона с частотой \(\nu=6\cdot10^{14}\ \text{Гц}\): \(E=h\nu=6{,}63\cdot10^{-34}\cdot6\cdot10^{14}\approx3{,}98\cdot10^{-19}\ \text{Дж}\). Для бір фотона это очень малая энергия.
Энергия фотона относится к одному фотону. Энергия всего светового импульса или пучка зависит также от числа фотонов. При увеличении интенсивности можно увеличить число фотонов, не изменяя энергию каждого из них.
Как изменится энергия фотона, если частоту излучения увеличить в 2 раза?
Главное
- Энергия бір фотона определяется формулой \(E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}\).
- Чем больше частота и меньше длина волны, тем больше энергия фотона.
- В расчётах все величины нужно выражать в единицах СИ, особенно длину волны — в метрах.