Jonathan Osbourne.

博士学位。马里兰大学
作者发表

乔纳森公布作者最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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光量子

Jonathan Osbourne.
Jonathan Osbourne.

博士学位。马里兰大学
作者发表

乔纳森公布作者最近完成了一本关于物理和应用数学的书。

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轻量子光子是最小的不连续的光。对于光量子,我们使用这个公式光子的能量= Planck的恒定X频率.因为这是最小的离散能量,所以光子的数量只能是整数。正如康普顿效应所示,光可以像波或粒子一样运动。

好吧。我们来谈谈轻量子。所以这个想法是,在19世纪末,我们有两个主要结果;黑体辐射谱和光电效应。

现在,根据Planck,1900年稍后,1905年的爱因斯坦,这两个家伙都表示存在光子的光子。现在,这两种东西表明的是能量只能以谨慎的量包含在电磁波中。因此,如果我有一个具有频率f的电磁波,则我只能具有H倍F的能量,其中H是普拉克的常数,可以从实验确定为-34焦耳秒的6.626倍。因此,我们解释的方式是,在电磁波中存在的能量在于称为光量子或光子的这些谨慎的包。所以我们只能有一个光子,或两个光子或三个光子,我们不能有两个半光子。这与它在经典的方式中是非常分开的,因为经典上你可以在电磁场中拥有任何能量。这取决于该电场和磁场的幅度是什么。但是,我们发现的是,这是直接从实验中直接的,这只能存在于这些谨慎金额中,HF。好吧。

现在,当我们进一步研究光子的实验和理论,我们发现光子实际上表现得像粒子,所以它们有一定的能量,它们也有动量。所以在微观尺度上看,光并不是像波一样运动,而是像粒子一样运动。好吧。

所以波长为550纳米的光的频率是c /。c是真空中的光速,也就是3乘以10的8次方。再次用国际单位制来表示波长,我们有5.5乘以10的-7次方因为它是550乘以10的-9次方。然后我们先做数,3除以5,5.5等于0.5454,然后是十位7+8等于15。好吧。所以频率是fi- 5.454乘以10的14次方赫兹。那么这个量的能量是多少?e =高频。所以我们乘以普朗克常数就得到了能量,3.614乘以10的-19次方焦耳。好吧。 So what this means is that electromagnetic radiation with a wavelength of 550 nanometers cannot carry 4 times 10 to the -19 joules, it can't, it's impossible. It can can have 3.614 times to the -19 joules, 77.228 times 10 to the -19 joules etcetera. One photon, two photons, three photons and so on and so forth. You can't go in between. You cannot have light with this wavelength that has energy that's inbetween these two numbers. Alright.

现在,此外,稍微,光子将携带能量和动量就像颗粒一样,实际上它们就像颗粒一样。它们碰撞就像颗粒一样。因此,即使光的光特性,光子的能量也会被一次吸收。现在,从经典的能量被认为被从波被视为吸收的方式非常不同。波浪来到了它的一部分能量,它保持越来越多,越来越多的能量,但就光量而言,能量一次吸收。好吧。

当然,如果你有很长的波长亮,或者你有很多灯光来了,你已经有很多很多,很多照片来了,这就是为什么我们在日常生活中没有注意到这一点,因为有很多人来说,是的,我们立刻吸收所有能量,而是我们一次又一次地又一次地又一次地又一次地进行,它似乎是一波。所以拇指的标准规则就是这样。当波长比你探测的规模远远远得多,实验证据或现象或其他任何东西,那么您将在电磁波中看到波浪行为。好吧?所以当波长真的很大时,波浪。

另一方面,当波长比你探测的物理光谱的尺度小得多时,你就会得到这种粒子行为。一切都像光子一样。最简单的方法是,当波长非常非常大的时候,这意味着光子的能量非常非常非常非常小。这意味着,为了在电磁波中获得可观的能量,你必须有大量的光子。他们来得太快了,你看不出他们是谨慎的。所以在你看来,它就像古典音乐。这是正确的浪潮。但是如果你有一个非常非常小的波长,那么你就有一个很大的频率每个光子携带很多能量。这就意味着仅仅几个光子就能获得相当可观的能量。这意味着它们的粒子性质变得更加明显。

这就是光量子。

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