Photonenenergie

Es ist die menschliche Natur, um zu versuchen, die Gesetze zu erklären,nach denen die umgebende Welt lebt. Zu Beginn des Bewusstseins wurden alle beobachteten Naturphänomene einer ganzen Reihe verschiedener Götter zugeschrieben: Regen, Donner, Blitz, Wind - sie alle verdanken ihren Ursprung den Gottheiten. Dann wich die Mystik der Wissenschaft. Obwohl es noch in den Kinderschuhen steckte, erlaubte es bereits neugierigen Köpfen, einige der Naturphänomene zu erklären, ohne auf die Götter zurückzugreifen. Von besonderem Interesse war sichtbares Licht. In Versuchen, es zumindest irgendwie zu erklären, wurde vorgeschlagen, dass es sich um einen kontinuierlichen Strom von winzigen Korpuskularpartikeln handelt. Dieses Modell wurde von I. Newton verfolgt und aktiv verteidigt. Und wenn es ein Teilchen gibt, dann muss es irgendwie charakterisiert werden.

Jeder weiß das, wenn du deine Hand unterlegstSonnenstrahlen, es fühlt sich warm an. Es ist bekannt, dass dies durch Strahlung möglich ist. Aber wie genau überträgt Strahlung Wärme? So wurde die Energie des Photons zuerst durch eine indirekte Methode entdeckt. Und das Teilchen selbst wurde das Lichtquantum genannt. Die Energie eines Photons ist in der modernen Technologie weit verbreitet: zum Beispiel startet es den Mechanismus des automatischen Öffnens von Türen in großen Einzelhandelsgeschäften.

Die Möglichkeit des Unmöglichen

Ein Photon ist also ein Lichtteilchen, ein Energiequantum. Weitere Studien haben jedoch Zweifel an der Genauigkeit des Korpuskularmodells aufkommen lassen. Huygens wies zuerst auf einige ungewöhnliche Eigenschaften hin, und dann entdeckte Jung mit seinen Erfahrungen mit mehreren Slots das Phänomen der Interferenz und stellte auf seiner Grundlage brillant bewiesen ... die Wellennatur des Lichts. Es scheint - Sie können einen Punkt setzen, aber alles war viel komplizierter. Es ist schwer zu glauben, aber das Photon zeigt Eigenschaften von Teilchen und Wellen und gleichzeitig. Das Ergebnis eines jeden Experiments hängt von den Erwartungen des Forschers ab. Gedanke und Absicht verwandeln das Teilchen irgendwie in eine Welle und zurück. Die Photonenenergie bleibt dabei unverändert und kann im Rahmen der klassischen elektromagnetischen Theorie berechnet werden.

Der Begriff "Lichtgeschwindigkeit" steht in direktem Zusammenhang mitPhotonen. Wirklich, 300 Tausend km / s - das ist die Geschwindigkeit, mit der diese Teilchen keine Masse haben. Ihre Existenz ist untrennbar mit der Bewegung verbunden: Schon an ihrem Ursprung bewegen sich die Photonen und bilden einen Strahl.

Photonenenergie

Energie, Geschwindigkeit und Masse sind durch die berühmte Einstein-Formel E = mc2 miteinander verknüpft. Addiert man sie zu Plancks Konstante, erhalten wir:

E = h * v,

wobei v die Wellenlänge der Lichtstrahlung (Photonenfrequenz) ist; h ist die Planck-Konstante.

Nachdem Sie beide Gleichungen berechnet haben, können Sie die Masse berechnen:

m = (h * v) / c2

Wir wiederholen, da dieses Teilchen nur in Bewegung existiert, ist der erhaltene Wert für diesen Zustand anwendbar.

Offensichtlich, wenn die Wellenlänge zunimmt (WachstumFrequenz) wird mehr und Energie. Das menschliche Auge ist jedoch in der Lage, Photonen mit relativ kleinen intrinsischen Energien einzufangen. Dies erklärt sich durch den Wert der Planck-Konstante, die durch eine Zahl von -34 Grad repräsentiert wird, was zu einer extrem niedrigen Energie führt. Zum Beispiel ist die intensivste Farbe grün. Aber sogar seine Energie ist 4 * 10 zur Kraft von -19 Joules.

Nachwort

Der Übergang von der klassischen Mechanik zur ModerneQuanten, in denen praktisch alle Prozesse der Mikrowelt im Rahmen der entsprechenden Modelle erklärt werden können, dauerte bis in die 1900er Jahre. Ein Teil der Physiker hielt sich an die von Einstein geäußerte Korpuskularentheorie und der andere Teil - an das von Maxwell vorgeschlagene Wellenmodell des Lichts. Ein völlig modernes Konzept eines Photons wurde nach dem Experiment mit seiner Elektronenstreuung aufgestellt (da das letztere außerhalb des Atoms liegt, dann ist das Konzept der Energieschalen nicht anwendbar).