Формула Планка
Формула Планка показывает, что энергия одного кванта электромагнитного излучения прямо пропорциональна его частоте: чем выше частота, тем больше энергия кванта. Это одно из основных соотношений квантовых явлений.
Формула и обозначения
Здесь \(E\) — энергия кванта, \(\nu\) — частота излучения, а \(h\) — постоянная Планка. В СИ энергия измеряется в джоулях, частота — в герцах, постоянная Планка — в джоулях, умноженных на секунду.
Частота и энергия связаны линейно: если частоту увеличить в 2 раза, энергия одного кванта также увеличится в 2 раза. Если частота уменьшается, энергия кванта уменьшается. Для света квант энергии связан с фотоном.
Пусть частота излучения равна \(\nu=6\cdot10^{14}\,\text{Гц}\), а \(h=6{,}63\cdot10^{-34}\,\text{Дж}\cdot\text{с}\). Тогда \(E=h\nu=6{,}63\cdot10^{-34}\cdot6\cdot10^{14}\approx3{,}98\cdot10^{-19}\,\text{Дж}\). Это энергия одного фотона такого излучения.
Формула Планка связывает энергию одного кванта с частотой, а не энергию всего излучения. Полная энергия пучка зависит также от числа фотонов. Кроме того, не следует путать частоту \(\nu\) с длиной волны \(\lambda\): для света они связаны соотношением \(c=\lambda\nu\).
Как изменится энергия кванта, если частоту излучения увеличить в 3 раза?
Главное
- Энергия кванта определяется формулой \(E=h\nu\).
- При увеличении частоты энергия одного кванта увеличивается пропорционально.
- \(h\) — постоянная Планка, \(\nu\) — частота, \(E\) — энергия кванта.