Энергия кванта
Энергия кванта — это минимальная порция энергии, которую переносит электромагнитное излучение определённой частоты. В квантовой физике энергия одного кванта тем больше, чем выше частота излучения.
Связь энергии с частотой была введена в формуле Планка. Постоянная Планка \(h\) задаёт масштаб квантовых явлений и является фундаментальной физической постоянной.
Формула
Здесь \(E\) — энергия одного кванта, \(h = 6{,}63\cdot10^{-34}\ \text{Дж·с}\) — постоянная Планка, а \(\nu\) — частота излучения в герцах. Так как \(1\ \text{Гц}=1\ \text{с}^{-1}\), произведение \(h\nu\) имеет единицу джоуля.
Для излучения частотой \(\nu=5\cdot10^{14}\ \text{Гц}\) энергия одного кванта равна \(E=6{,}63\cdot10^{-34}\cdot5\cdot10^{14}\approx3{,}3\cdot10^{-19}\ \text{Дж}\). Отдельный фотон имеет очень малую энергию, но большое число фотонов создаёт заметную энергию пучка.
Энергия одного кванта зависит от частоты, а не напрямую от яркости света. При увеличении яркости обычно возрастает число фотонов, но энергия каждого фотона остаётся прежней, если частота не изменилась. Для связи частоты с длиной волны используйте страницу «Частота и длина волны фотона».
Как изменится энергия кванта, если частоту излучения увеличить в 3 раза?
Главное
- Энергия одного кванта определяется формулой \(E=h\nu\).
- Чем выше частота излучения, тем больше энергия его кванта.
- Единица энергии в СИ — джоуль; частота измеряется в герцах.