Свойства фотонов
Введено| English | Значение |
|---|---|
| photons/ˈfəʊtɒnz/ | фотоны |
| Planck's constant/plæŋks ˈkɒnstənt/ | постоянная Планка |
Свет приходит порциями
- Свет — это не непрерывный поток, он приходит маленькими пакетами.
- Каждый пакет несет строго определенное количество энергии.
- Синий свет в каждом пакете несет больше энергии, чем красный.
- Эти пакеты объясняют, как свет и атомы обмениваются энергией.
Энергия каждого фотона
- Свет состоит из пакетов, называемых фотонами.
- Энергия фотона зависит только от его частоты:
- Здесь $h$ — постоянная Планка.
В выражении $E = h\nu$ символ $h$ называется ____-постоянной.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$h$ — постоянная Планка, $6.63\times10^{-34}\ \text{J·s}$.
Выше частота — больше энергия
- Фотон с более высокой частотой несет больше энергии.
- Короткая длина волны означает высокую частоту, а значит, более высокую энергию.
- Один ультрафиолетовый фотон энергичнее одного красного, пакет за пакетом.
Энергия фотона определяется его...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$E = h\nu$ -- энергия зависит от частоты, а не от яркости.
Фотон с меньшей длиной волны несет больше энергии, чем фотон с большей длиной волны.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Меньшая длина волны означает более высокую частоту и большую энергию.
Подбор фотонов к переходам
- Электрон переходит на другой уровень только тогда, когда энергия фотона точно соответствует разнице уровней.
- Фотон поглощается, и электрон поднимается вверх.
- Излучение фотона возвращает его обратно вниз.
Энергия фотона
Энергия фотона пропорциональна частоте: более синий свет с более высокой частотой переносит больше энергии на один фотон.
Электрон поглощает фотон только тогда, когда энергия фотона совпадает с разницей между уровнями.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Уровни энергии квантованы, поэтому поглощение происходит только при точном совпадении.
Найдите энергию фотона частоты $5\times10^{14}\ \text{Hz}$ (с константой $h = 6.63\times10^{-34}$).
- $E = h\nu = (6.63\times10^{-34})(5\times10^{14})$.
- $E \approx 3.3\times10^{-19}\ \text{J}$.
Фотон обладает $\nu = 2\times10^{15}\ \text{Hz}$ и $h = 6.63\times10^{-34}$. Какова его энергия? Введите коэффициент перед $\times10^{-18}$ Дж (2 знака после запятой).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$E = h\nu = (6.63\times10^{-34})(2\times10^{15}) = 1.33\times10^{-18}\ \text{J}$.
Тусклый синий свет по сравнению с ярким красным светом. У какого света фотоны обладают большей энергией?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Более высокая частота синего света определяет бóльшую энергию; яркость — это лишь количество фотонов.
Энергия фотона зависит от частоты (или длины волны), а не от яркости — тусклый синий свет всё равно имеет фотоны с большей энергией, чем яркий красный. Используйте $E = h\nu$ с частотой или $E = hc/\lambda$ с длиной волны и не смешивайте их. Энергия приходит фиксированными порциями, поэтому только фотон с точно совпадающей энергией вызывает переход.
Свет распространяется как фотоны, каждый из которых несёт $E = h\nu = hc/\lambda$, где $h$ — постоянная Планка. Более высокая частота (короткая длина волны) означает более энергичный фотон, определяемый частотой, а не яркостью. Электрон поглощает фотон только тогда, когда его энергия точно соответствует разнице уровней.