Ποια είναι η μαθηματική σχέση μεταξύ συχνότητας και ενέργειας;
e =hν
Οπου:
* e Είναι η ενέργεια ενός φωτονίου (μετρούμενη σε joules)
* h είναι η σταθερά του Planck (περίπου 6,626 x 10⁻³⁴ j · s)
* ν (προφέρεται "nu") είναι η συχνότητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (που μετράται στο Hertz, Hz, που είναι κύκλοι ανά δευτερόλεπτο)
Αυτή η εξίσωση μας λέει ότι:
* Η ενέργεια είναι άμεσα ανάλογη με τη συχνότητα. Αυτό σημαίνει ότι καθώς η συχνότητα αυξάνεται, η ενέργεια αυξάνεται επίσης.
* Η σταθερά του Planck είναι η σταθερά της αναλογικότητας. Σχετίζεται με την ενέργεια ενός φωτονίου με τη συχνότητα του.
Συνέπειες της εξίσωσης του Planck:
* Η ακτινοβολία υψηλότερης συχνότητας μεταφέρει περισσότερη ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το υπεριώδες φως μπορεί να προκαλέσει ηλιακά εγκαύματα, ενώ η υπέρυθρη ακτινοβολία αισθάνεται ζεστή.
* Η ενέργεια ενός φωτονίου μπορεί να υπολογιστεί εάν η συχνότητα του είναι γνωστή. Αυτό είναι απαραίτητο για την κατανόηση της συμπεριφοράς του φωτός και άλλης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
Παραδείγματα:
* Ραδιοκύματα έχουν πολύ χαμηλές συχνότητες και ως εκ τούτου χαμηλές ενέργειες.
* ακτίνες Χ έχουν πολύ υψηλές συχνότητες και επομένως υψηλές ενέργειες.
* Ορατό φως πέφτει κάπου ενδιάμεσα, με διαφορετικά χρώματα που αντιστοιχούν σε διαφορετικές συχνότητες και ενέργειες.
Σημαντική σημείωση:
Ενώ η εξίσωση του Planck περιγράφει τη σχέση μεταξύ συχνότητας και ενέργειας για φωτόνια, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η έννοια της συχνότητας είναι ευρύτερη και ισχύει για άλλους τύπους κυμάτων, όπως τα ηχητικά κύματα. Ωστόσο, η σχέση μεταξύ συχνότητας και ενέργειας είναι ειδική για την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία αποτελείται από φωτόνια.
