раздел теоретической физики, изучающий поведение материи и энергии на атомном и субатомном уровне, где действуют законы, отличные от классической физики
Формула энергии фотона: ε = h·ν — энергия пропорциональна частоте, где h — постоянная Планка, ν — частота фотона
Энергия одного фотона прямо пропорциональна его частоте ν. Планк (h) ввёл идею кванта энергии: энергия излучается/поглощается дискретными порциями.
Формула энергии фотона: ε = h·c / λ — энергия обратно пропорциональна длине волны, где h — постоянная Планка, c — скорость света, λ — длина волны
Чем меньше длина волны — тем выше энергия фотона. Используется, например, для расчёта энергии в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах.
Формула импульса фотона: p = ε / c = h / λ — импульс пропорционален энергии и обратно пропорционален длине волны, где ε — энергия фотона, c — скорость света, h — постоянная Планка, λ — длина волны
Фотон обладает импульсом, несмотря на отсутствие покоящейся массы. Импульс важен при расчётах давления света и фотоэффекта.
Формула эквивалентности энергии и массы: ε = m·c² — энергия тела пропорциональна его массе, умноженной на квадрат скорости света
Из специальной теории относительности Эйнштейна: энергия и масса — взаимозаменяемы. Даже у фотонов можно рассчитать эквивалентную массу при движении.
Формула массы фотона: m = ε / c² = h / (λ·c) — масса выражается через энергию или через длину волны, постоянную Планка и скорость света
Хотя фотон не имеет покоящейся массы, его энергия позволяет рассчитать эквивалентную массу. Это применимо в некоторых квантовых и астрофизических моделях.
Формула работы выхода: A = h·ν₀ = h·c / λ₀ — минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества, выражается через пороговую частоту или длину волны
Работа выхода A — минимальная энергия, необходимая для выбивания электрона с поверхности. Зависит от материала: у каждого вещества — своя пороговая частота ν0 или длина волны λ0.
Формула энергетического баланса фотоэффекта: h·ν = A + e·U₃ — энергия фотона расходуется на работу выхода электрона и преодоление задерживающего потенциала
Энергия фотона идёт на преодоление работы выхода A и на придание электрону кинетической энергии. eU3 — энергия, соответствующая задерживающему напряжению, необходимому для остановки фотоэлектронов.
Формула: h = 6.626 × 10⁻³⁴ Дж·с — фундаментальная физическая константа, связывающая энергию фотона с его частотой
Константа, связывающая частоту электромагнитного излучения с энергией фотона. Является основой всей квантовой физики.
Формула: c = 3.00 × 10⁸ м/с — фундаментальная физическая константа, определяющая максимальную скорость распространения электромагнитных волн в вакууме
Максимальная скорость передачи информации и движения фотонов в вакууме. Используется во всех формулах, связанных с длиной волны и энергией.
Формула: e = 1.602 × 10⁻¹⁹ Кл — фундаментальная физическая константа, характеризующая заряд одного электрона или протона
Заряд одного электрона или протона. Участвует в расчётах энергии фотоэлектронов через задерживающее напряжение.