obor teoretické fyziky, který studuje chování hmoty a energie na atomové a subatomové úrovni, kde platí zákony odlišné od klasické fyziky
Vzorec energie fotonu: ε = h·ν — energie je úměrná frekvenci, kde h — Planckova konstanta, ν — frekvence fotonu
Energie jednoho fotonu je přímo úměrná jeho frekvenci ν. Planck (h) zavedl myšlenku kvanta energie: energie je vyzařována/pohlcována v diskrétních porcích.
Vzorec energie fotonu: ε = h·c / λ — energie je nepřímo úměrná vlnové délce, kde h — Planckova konstanta, c — rychlost světla, λ — vlnová délka
Čím menší vlnová délka — tím vyšší energie fotonu. Používá se například pro výpočet energie v rentgenovém a ultrafialovém rozsahu.
Vzorec hybnosti fotonu: p = ε / c = h / λ — hybnost je úměrná energii a nepřímo úměrná vlnové délce, kde ε — energie fotonu, c — rychlost světla, h — Planckova konstanta, λ — vlnová délka
Foton má hybnost, přestože nemá klidovou hmotnost. Hybnost je důležitá při výpočtech tlaku světla a fotoelektrického jevu.
Vzorec ekvivalence energie a hmotnosti: ε = m·c² — energie tělesa je úměrná jeho hmotnosti násobené druhou mocninou rychlosti světla
Z Einsteinovy speciální teorie relativity: energie a hmotnost jsou zaměnitelné. I u fotonů lze vypočítat ekvivalentní hmotnost při pohybu.
Vzorec hmotnosti fotonu: m = ε / c² = h / (λ·c) — hmotnost je vyjádřena pomocí energie nebo pomocí vlnové délky, Planckovy konstanty a rychlosti světla
Přestože foton nemá klidovou hmotnost, jeho energie umožňuje vypočítat ekvivalentní hmotnost. To je použitelné v některých kvantových a astrofyzikálních modelech.
Vzorec výstupní práce: A = h·ν₀ = h·c / λ₀ — minimální energie potřebná k uvolnění elektronu z látky, vyjádřená pomocí prahové frekvence nebo vlnové délky
Výstupní práce A — minimální energie potřebná k vybíjení elektronu z povrchu. Závisí na materiálu: každá látka má svou prahovou frekvenci ν0 nebo vlnovou délku λ0.
Vzorec energetické bilance fotoelektrického jevu: h·ν = A + e·U₃ — energie fotonu je spotřebována na výstupní práci elektronu a překonání zdržujícího potenciálu
Energie fotonu je využita na překonání výstupní práce A a na udělení elektronu kinetické energie. eU3 — energie odpovídající zdržujícímu napětí, potřebnému k zastavení fotoelektronů.
Vzorec: h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s — fundamentální fyzikální konstanta, spojující energii fotonu s jeho frekvencí
Konstanta spojující frekvenci elektromagnetického záření s energií fotonu. Je základem celé kvantové fyziky.
Vzorec: c = 3.00 × 10⁸ m/s — fundamentální fyzikální konstanta, určující maximální rychlost šíření elektromagnetických vln ve vakuu
Maximální rychlost přenosu informací a pohybu fotonů ve vakuu. Používá se ve všech vzorcích souvisejících s vlnovou délkou a energií.
Vzorec: e = 1.602 × 10⁻¹⁹ C — fundamentální fyzikální konstanta, charakterizující náboj jednoho elektronu nebo protonu
Náboj jednoho elektronu nebo protonu. Používá se při výpočtech energie fotoelektronů pomocí zdržujícího napětí.