Фотоны — это элементарные частицы, которые являются «кирпичиками» света и других форм электромагнитного излучения (например, радиоволн, рентгеновских лучей). Они сочетают в себе свойства частиц и волн (корпускулярно-волновой дуализм).
Энергия фотона
Энергия фотона зависит от частоты излучения (или цвета света). Чем выше частота, тем больше энергия.
Формула энергии фотона:
`E=h*ν`
Где:
-
E — энергия фотона,
-
h — постоянная Планка (`6.626×10−346.626×10^-34` Дж·с),
-
ν (ню) — частота излучения.
Частоту можно выразить через длину волны (λ):
`ν=c/λ⇒E=(h⋅c)/λ`
-
c — скорость света (`3×10^8` м/с).
Примеры:
-
Фиолетовый свет (короткая длина волны) имеет большую энергию, чем красный (длинная волна).
-
Ультрафиолетовые фотоны могут вызывать загар, а инфракрасные — только тепло (это связано с их энергией).
Импульс фотона
Хотя фотоны не имеют массы, они обладают импульсом. Это связано с их энергией и волновыми свойствами.
Формула импульса фотона:
`p=h/λ` или `p=E/c`
Почему так?
Из специальной теории относительности: для безмассовых частиц энергия и импульс связаны через скорость света (`E=p⋅c`).
Примеры:
-
Давление света: фотоны, сталкиваясь с поверхностью, передают ей импульс (это используется в проектах солнечных парусов для космических кораблей).
-
Лазерный луч может сдвигать микроскопические объекты (оптический пинцет).
Основные положения
-
Фотон — квант света. Свет излучается и поглощается порциями (квантами).
-
Энергия фотона определяет его «силу» (например, способность выбивать электроны в фотоэффекте, что объяснил Эйнштейн).
-
Импульс фотона объясняет, почему свет оказывает давление.
Простыми словами:
-
Фотон — это частица света.
-
Его энергия зависит от цвета: фиолетовый «сильнее» красного.
-
Даже без массы фотон может «толкать» объекты (как ветер толкает парус).
Если у вас есть лазерная указка, её фотоны несут крошечный импульс — слишком малый, чтобы вы его почувствовали, но достаточный для нанотехнологий! 🌟
