מאפייני פוטונים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| photons/ˈfəʊtɒnz/ | פוטונים |
| Planck's constant/plæŋks ˈkɒnstənt/ | קבוע פלאנק |
אור מגיע בחבילות
- אור אינו זרימה חלקה -- הוא מגיע בחבילות קטנות.
- כל חבילה נושאת כמות אנרגיה קבועה ומדויקת.
- אור כחול צפוף יותר באנרגיה לכל חבילה מאשר אור אדום.
- חבילות אלו מסבירות כיצד אור ואלקטרונים מחליפים אנרגיה.
אנרגיה של כל פוטון
- אור מגיע בחבילות הנקראות פוטונים.
- אנרגיה של פוטון תלויה רק בתדירות שלו:
- כאן $h$ הוא קבוע פלאנק.
ב$E = h\nu$, הסמל $h$ נקרא קבוע ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$h$ הוא קבוע פלאנק, $6.63\times10^{-34}\ \text{J·s}$.
תדירות גבוהה, אנרגיה רבה יותר
- פוטון בתדירות גבוהה נושא יותר אנרגיה.
- אורך גל קצר יותר משמעו תדירות גבוהה יותר, שהיא אנרגיה רבה יותר.
- פוטון UV עדיף על פוטון אדום, חבילה לחבילה.
אנרגיית הפוטון נקבעת על ידי ה...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$E = h\nu$ -- האנרגיה תלויה בתדר, לא בעוצמת האור.
פוטון בעל אורך גל קצר נושא אנרגיה רבה יותר מפוטון בעל אורך גל ארוך.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אורך גל קצר משמעותו תדר גבוה ואנרגיה גבוהה.
התאמת פוטונים לקפיצות
- אלקטרון קופץ בין רמות רק אם אנרגיית הפוטון מתאימה בדיוק לרווח.
- הפוטון נבלע והאלקטרון טיפס למעלה.
- פליטת פוטון מורידה אותו חזרה למטה.
אנרגיית הפוטון
אנרגיית הפוטון פרופורציונלית לתדר: אור בעל תדר גבוה יותר (כחול) נושא אנרגיה רבה יותר לכל פוטון.
אלקטרון סופג פוטון רק אם אנרגיית הפוטון תואמת את פערש הרמות.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
רמות האנרגיה הן כמותיות, לכן נספג רק התאמה מדויקת.
מצאו את אנרגיית הפוטון בתדירות $5\times10^{14}\ \text{Hz}$ (עם $h = 6.63\times10^{-34}$).
- $E = h\nu = (6.63\times10^{-34})(5\times10^{14})$.
- $E \approx 3.3\times10^{-19}\ \text{J}$.
לפוטון יש $\nu = 2\times10^{15}\ \text{Hz}$ ו$h = 6.63\times10^{-34}$. מהי האנרגיה שלו? הקלט את המקדם לפני $\times10^{-18}$ J (2 ספרות אחרי הנקודה).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$E = h\nu = (6.63\times10^{-34})(2\times10^{15}) = 1.33\times10^{-18}\ \text{J}$.
אור כחול עמום לעומת אור אדום בהיר. איזה מהם מכיל פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה יותר?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
תדר גבוה יותר של כחול מנצח; בהירות היא פשוט מספר הפוטונים.
אנרגיית הפוטון תלויה בתדר (או באורך גל), לא בעוצמת האור – אור כחול עמום בעל פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה יותר מאשר אור אדום בהיר. השתמש ב$E = h\nu$ עם תדר או ב$E = hc/\lambda$ עם אורך גל, אל תשלב ביניהן. האנרגיה מגיעה בחבילות קבועות, ולכן רק פוטון בעל אנרגיה תואמת בדיוק יגרום לקפיצה.
אור נע כפוטונים, שכל אחד מהם נושא $E = h\nu = hc/\lambda$, כאשר $h$ הוא קבוע פלאנק. תדר גבוה (אורך גל קצר) מעיד על פוטון בעל אנרגיה גבוהה יותר, המוגדר על ידי התדר ולא על עוצמת האור. אלקטרון סופג פוטון רק כאשר אנרגייתו תואמת בדיוק את מרווח הרמות.