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फोटॉन ऊर्जा के छोटे पैकेट होते हैं, जो दिलचस्प तरंग जैसा और कण जैसा व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। फोटॉन दोनों विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं, जैसे कि दृश्य प्रकाश, या एक्स-रे, लेकिन ऊर्जा में भी कणों की तरह मात्रा होती है। इसलिए फोटॉन की ऊर्जा एक मूलभूत स्थिरांक के कई है, जिसे प्लैंक स्थिर कहा जाता है, ज = 6.62607015 × 10-34 जे s ___
एक फोटॉन की ऊर्जा की गणना करें
हम एक फोटॉन की ऊर्जा की दो तरह से गणना कर सकते हैं। यदि आप पहले से ही आवृत्ति जानते हैं, चHz में फोटॉन का, तो उपयोग करें इ = एचएफ। यह समीकरण सबसे पहले मैक्स प्लैंक द्वारा सुझाया गया था, जिन्होंने यह माना था कि फोटॉन ऊर्जा की मात्रा निर्धारित है। इसलिए, कभी-कभी इस ऊर्जा समीकरण को प्लैंक समीकरण कहा जाता है।
प्लैंक समीकरण का एक अन्य रूप सरल संबंध का उपयोग करता है सी = λ च, कहाँ पे λ फोटॉन की तरंग दैर्ध्य है, और सी प्रकाश की गति है, जो एक स्थिर है और 2.998 × 10 है8 सुश्री। यदि आप फोटॉन की आवृत्ति जानते हैं, तो आप निम्न सूत्र द्वारा आसानी से तरंग दैर्ध्य की गणना कर सकते हैं: λ = सी / च.
अब हम प्लैंक समीकरण के किसी भी संस्करण से एक फोटॉन की ऊर्जा की गणना कर सकते हैं: इ = एचएफ या इ = एचसी / λ। अक्सर हम ईयू, या इलेक्ट्रॉन वोल्ट की इकाइयों का उपयोग जूल के बजाय फोटॉन ऊर्जा के लिए इकाइयों के रूप में करते हैं। आप उपयोग कर सकते हैं ज = 4.1357 × 10-15 ईवी एस, जिसके परिणामस्वरूप फोटॉन के लिए अधिक उचित ऊर्जा पैमाने हैं।
कौन से फोटोज अधिक ऊर्जावान हैं?
सूत्र यह देखना बहुत आसान बनाता है कि ऊर्जा एक फोटॉन की आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य पर कैसे निर्भर करती है। ऊपर दिखाए गए प्रत्येक फॉर्मूले को देखें, और देखें कि वे फोटॉनों के भौतिकी के बारे में क्या बताते हैं।
सबसे पहले, क्योंकि तरंग दैर्ध्य और आवृत्ति हमेशा एक बराबर के बराबर होती है, अगर फोटॉन ए में एक आवृत्ति होती है जो फोटोन बी की दो गुना होती है, फोटोन ए की तरंग दैर्ध्य फोटोन बी के तरंगदैर्ध्य का 1/2 होना चाहिए।
दूसरा, आप इस बारे में बहुत कुछ जान सकते हैं कि फोटॉन की आवृत्ति इसकी ऊर्जा के सापेक्ष विचार कैसे प्रदान कर सकती है। उदाहरण के लिए, चूंकि फोटोन ए में फोटॉन बी की तुलना में उच्च आवृत्ति है, हम जानते हैं कि यह दो बार ऊर्जावान है। सामान्य तौर पर, हम उस ऊर्जा को सीधे आवृत्ति के साथ देख सकते हैं। इसी तरह, क्योंकि एक फोटॉन की ऊर्जा इसके तरंगदैर्घ्य से विपरीत होती है, यदि फोटोन A में फोटॉन B की तुलना में थोड़ी तरंग दैर्ध्य है, तो यह फिर से, अधिक ऊर्जावान है।
सरल फोटॉन एनर्जी कैलकुलेटर
यह जल्दी से फोटॉन ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए उपयोगी हो सकता है। क्योंकि फोटॉन तरंग दैर्ध्य और आवृत्ति के बीच संबंध इतना सरल है, और प्रकाश की गति लगभग 3 × 10 है8 m / s, तो यदि आप फोटॉन की आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य की परिमाण के क्रम को जानते हैं, तो आप आसानी से अन्य मात्रा की गणना कर सकते हैं।
दृश्यमान प्रकाश की तरंग दैर्ध्य लगभग 10 है −8 मीटर, तो च = 3 × (108 / 10 −7) = 3 × 1015 हर्ट्ज। आप 3 को भी भूल सकते हैं यदि आप केवल परिमाण अनुमान का त्वरित क्रम प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं। आगे, इ = एचएफ, तो अगर ज लगभग 4 × 10 है −15 ईवी, फिर एक दृश्य प्रकाश फोटॉन की ऊर्जा के लिए एक त्वरित अनुमान है इ = 4 × 10 −15× 3 × 1015, या लगभग 12 ई.वी.
यदि आप एक फोटॉन दृश्यमान सीमा से ऊपर या नीचे हैं, तो यह पता लगाने के लिए कि आप एक त्वरित संख्या चाहते हैं, लेकिन यह पूरी प्रक्रिया फोटॉन ऊर्जा का त्वरित अनुमान लगाने का एक अच्छा तरीका है। त्वरित और आसान प्रक्रिया को एक साधारण फोटॉन ऊर्जा कैलकुलेटर भी माना जा सकता है!