Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes et foton af gult lys i en bølgelængde

Fotoner udviser det såkaldte "bølge-partikel dualitet", hvilket betyder, at lys opfører sig som en bølge på en eller anden måde (ved at det bryder sammen og kan overlejres på andre lys) og på andre måder som en partikel (ved at den bærer og kan overføre momentum). Selv om en foton ikke har nogen masse (en bølgeegenskab), fandt tidlige fysikere, at fotoner, der rammer metal, kunne forskyde elektroner (en egenskab af partikler) i den såkaldte fotoelektriske effekt.

Bestem lysets frekvens fra dens bølgelængde. Frekvensen (f) og bølgelængden (d) er relateret af ligningen f = c /d, hvor c er lysets hastighed (ca. 2,99 x 10 ^ 8 meter pr. Sekund). Et specifikt gult lys kan derfor være 570 nanometer i bølgelængde, derfor (2,99 x 10 ^ 8) /(570 x 10 ^ -9) = 5,24 x 10 ^ 14. Det gule lysets frekvens er 5,24 x 10 ^ 14 Hertz.

Bestem lysets energi ved hjælp af Plancks konstant (h) og partiklernes frekvens. En fotons energi (E) er relateret til Plancks konstant og fotonets frekvens (f) ved ligningen E = hf. Plancks konstant er ca. 6,626 x 10 ^ -34 m ^ 2 kg pr. Sekund. I eksemplet (6,626 x 10 ^ -34) x (5,24 x 10 ^ 14) = 3,47 x 10 ^ -19. Energien i dette gule lys er 3,47 x 10 ^ -19 Joules.

Fordel fotonens energi ved lysets hastighed. I eksemplet (3,47 x 10 ^ -19) /(2,99 x 10 ^ 8) = 1,16 x 10 ^ -27. Fotografens momentum er 1,16 x 10 ^ -27 kg meter pr. Sekund.