Постоянная Планка
Постоянная Планка — фундаментальная физическая постоянная, которая показывает, как энергия кванта связана с частотой излучения. Она имеет ключевое значение для описания квантовых явлений.
Формула и смысл
Основное соотношение известно как формула Планка:
Здесь \(E\) — энергия одного кванта, а \(\nu\) — частота излучения. Чем больше частота, тем больше энергия кванта. Поэтому фиолетовый свет, имеющий большую частоту, несёт более энергичные кванты, чем красный свет.
Постоянная Планка очень мала, поэтому квантовые эффекты особенно заметны на уровне атомов, элементарных частиц и отдельных фотонов. В макроскопическом мире энергия обычно изменяется практически непрерывно.
Для света с частотой \(\nu=5\cdot10^{14}\ \text{Гц}\) энергия одного фотона равна \(E=h\nu\approx6{,}626\cdot10^{-34}\cdot5\cdot10^{14}\approx3{,}31\cdot10^{-19}\ \text{Дж}\). Чтобы найти энергию фотона, частоту умножают на постоянную Планка.
Постоянная Планка \(h\) используется в формуле \(E=h\nu\), где \(\nu\) — обычная частота в герцах. Для циклической частоты \(\omega\) применяют постоянную \(\hbar=\frac{h}{2\pi}\) и формулу \(E=\hbar\omega\).
Как изменится энергия фотона, если его частота увеличится в 2 раза?
Главное
- Постоянная Планка \(h=6{,}62607015\cdot10^{-34}\ \text{Дж}\cdot\text{с}\).
- Энергия кванта определяется формулой \(E=h\nu\): она прямо пропорциональна частоте.
- Для обычной частоты используют \(h\), а для циклической частоты — \(\hbar\).