← الفيزياء الحديثة
٢
القسم ٩ · الفيزياء الحديثة — الموضوع ٢ من ١٠
الكم وطاقة الفوتون
أكمل أينشتاين فكرة بلانك فاقترح أن الضوء نفسَه ينتقل في صورة حزم منفصلة من الطاقة تُسمّى الفوتونات (الكمّات) (فهو مكتشف الفوتون)؛ وطاقة الفوتون:
E = h · f = h · cλ
| الرمز | المقدار | الوحدة |
|---|---|---|
| E | طاقة الفوتون | J |
| h | ثابت بلانك (6.626 × 10⁻³⁴) | J·s |
| f | التردد | Hz |
| λ | الطول الموجي | m |
- طاقة الفوتون تتناسب طرديًّا مع تردّده وعكسيًّا مع طوله الموجي.
- الإلكترون فولت (eV) وحدة طاقة صغيرة = الطاقة التي يكتسبها إلكترون عبر فرق جهد مقداره 1 V، و1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J (نضرب في 1.6×10⁻¹⁹ للتحويل من eV إلى J، ونقسم عليه للعكس).
- ويمكن حساب طاقة الفوتون بالإلكترون فولت مباشرةً من طوله الموجي بالنانومتر: E (eV) = 1240λ (nm).
- للضوء طبيعة مزدوجة: يسلك سلوك الموجة (الحيود/التداخل) وسلوك الجسيم (الفوتون).
مثالفوتونٌ تردّده 1 × 10¹⁵ Hz (h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s)؛ فما طاقته؟
E = h · f = (6.626 × 10⁻³⁴) × (1 × 10¹⁵) = 6.626 × 10⁻¹⁹ J
أمثلة على «الكم وطاقة الفوتون»
مثال ١
فوتون تردّده 1 × 10¹⁵ Hz، فما طاقته بوحدة الجول؟ (h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s)
◎ توقّع الإجابة أولًا: