ein Teilgebiet der theoretischen Physik, das das Verhalten von Materie und Energie auf atomarer und subatomarer Ebene untersucht, wo Gesetze gelten, die sich von denen der klassischen Physik unterscheiden
Formel für Photonenenergie: ε = h·ν — Energie ist proportional zur Frequenz, wobei h — Plancksches Wirkungsquantum, ν — Photonenfrequenz
Die Energie eines einzelnen Photons ist direkt proportional zu seiner Frequenz ν. Planck (h) führte die Idee des Energiequants ein: Energie wird in diskreten Portionen emittiert/absorbiert.
Formel für Photonenenergie: ε = h·c / λ — Energie ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge, wobei h — Plancksches Wirkungsquantum, c — Lichtgeschwindigkeit, λ — Wellenlänge
Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Energie des Photons. Wird beispielsweise zur Berechnung der Energie im Röntgen- und Ultraviolettbereich verwendet.
Formel für Photonenimpuls: p = ε / c = h / λ — Impuls ist proportional zur Energie und umgekehrt proportional zur Wellenlänge, wobei ε — Photonenenergie, c — Lichtgeschwindigkeit, h — Plancksches Wirkungsquantum, λ — Wellenlänge
Ein Photon besitzt Impuls, obwohl es keine Ruhemasse hat. Impuls ist wichtig bei Berechnungen des Lichtdrucks und des Photoeffekts.
Formel für Energie-Masse-Äquivalenz: ε = m·c² — Körperenergie ist proportional zu seiner Masse multipliziert mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit
Aus Einsteins spezieller Relativitätstheorie: Energie und Masse sind austauschbar. Auch für Photonen kann während der Bewegung eine äquivalente Masse berechnet werden.
Formel für Photonenmasse: m = ε / c² = h / (λ·c) — Masse wird über Energie oder über Wellenlänge, Plancksches Wirkungsquantum und Lichtgeschwindigkeit ausgedrückt
Obwohl ein Photon keine Ruhemasse hat, ermöglicht seine Energie die Berechnung einer äquivalenten Masse. Dies ist in einigen Quanten- und astrophysikalischen Modellen anwendbar.
Formel für Austrittsarbeit: A = h·ν₀ = h·c / λ₀ — Mindestenergie, die zum Entfernen eines Elektrons aus einer Substanz erforderlich ist, ausgedrückt durch Schwellenfrequenz oder Wellenlänge
Austrittsarbeit **A** — Mindestenergie, die erforderlich ist, um ein Elektron von einer Oberfläche zu lösen. Hängt vom Material ab: Jede Substanz hat ihre eigene Schwellenfrequenz ν0 oder Wellenlänge λ0.
Formel für die Energiebilanz des Photoeffekts: h·ν = A + e·U₃ — Photonenenergie wird für die Elektronen-Austrittsarbeit und das Überwinden des Gegenpotentials aufgewendet
Photonenenergie wird zur Überwindung der Austrittsarbeit **A** und zur Übertragung kinetischer Energie an das Elektron verwendet. **eU3** — Energie, die der Stoppspannung entspricht, die erforderlich ist, um Photoelektronen anzuhalten.
Formel: h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s — fundamentale physikalische Konstante, die die Photonenenergie mit ihrer Frequenz in Beziehung setzt
Eine Konstante, die die Frequenz elektromagnetischer Strahlung mit der Energie eines Photons in Beziehung setzt. Sie ist die Grundlage der gesamten Quantenphysik.
Formel: c = 3.00 × 10⁸ m/s — fundamentale physikalische Konstante, die die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Vakuum definiert
Die maximale Geschwindigkeit der Informationsübertragung und Photonenbewegung im Vakuum. Wird in allen Formeln verwendet, die mit Wellenlänge und Energie zusammenhängen.
Formel: e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C — fundamentale physikalische Konstante, die die Ladung eines einzelnen Elektrons oder Protons charakterisiert
Die Ladung eines einzelnen Elektrons oder Protons. Wird bei Berechnungen der Photoelektronenenergie durch die Stoppspannung verwendet.