HesapHanem

Foton Momentumu Hesaplama

Bir fotonun momentumunu ve enerjisini bulun.

Nasıl hesaplanır?

Momentum p = h / λ, enerji ise E = h × c / λ ile bulunur. Dalga boyu λ nanometre olarak girilir ve araç içinde metreye (×10⁻⁹) çevrilir. Sabitler tam SI değerleridir: h = 6,62607015×10⁻³⁴ J·s ve c = 299.792.458 m/s. Momentum kg·m/s cinsinden, dört ondalıklı bilimsel gösterimle yazılır; enerji, eV başına 1,602176634×10⁻¹⁹ J'e bölünür ve dört ondalıklı elektronvolt olarak gösterilir.

Dalga boyu sıfırdan büyük olmalıdır, yoksa sonuç çıkmaz. Araç fotonu boşlukta ele alır; bir ortamda dalga boyu ve ışık hızı değişir, bu yüzden boşluk dalga boyunu girin.

Örnek hesaplama

λ = 500 nm olan yeşil ışık, yani 5×10⁻⁷ m. Momentum: 6,62607015×10⁻³⁴ / 5×10⁻⁷ = 1,3252 × 10⁻²⁷ kg·m/s. Joule cinsinden enerji: h × c / λ yaklaşık 3,973×10⁻¹⁹ J. eV başına 1,602×10⁻¹⁹ J'e bölünce 2,4797 eV bulunur. Dalga boyu yarıya inerse iki değer de iki katına çıkar.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Dalga boyunu metre ya da mikrometre girmek. Kutu nanometre alır; 5×10⁻⁷ m değeri 500 olarak yazılmalıdır.
  • Dalga boyu yerine frekans girmek. Önce λ = c / f ile çevirin.
  • Uzun dalga boyunun daha çok enerji taşıdığını sanmak. Momentum da enerji de dalga boyuyla ters orantılıdır; kırmızı ışık maviden azını taşır.
  • Enerjiyi joule sanmak. Araç elektronvolt yazar; SI birimli olan enerji değil momentumdur.
  • Sonucu cam ya da su içindeki bir fotona uygulamak; orada dalga boyu boşluktakinden farklıdır.

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, Planck sabiti h ve fotonun dalga boyu λ ile fotonun momentumunu, p = h/λ, ve enerjisini, E = hc/λ (eşdeğer olarak E = pc), bulur. Kütleli parçacıkların aksine, bir fotonun momentumu tamamen dalga doğasından gelir, mv'den değil — bu, Einstein'ın fotoelektrik etkiyi açıklamak için ışığı ayrık kuanta olarak ele almasının doğrudan bir sonucudur.

Fizikçiler bu ilişkiyi kuantum mekaniği ve spektroskopide sürekli kullanır; burada bir fotonun dalga boyu (görünür bölgede renk) doğrudan enerjisini ve momentumunu gösterir. Fotonik ve optik mühendisleri, güneş yelkenleri tasarlarken ve ışığın maddeye uyguladığı küçük ama gerçek itiş olan radyasyon basıncını incelerken bunu uygular; araştırmacılar ise atomlardan veya uzak yıldızlardan gelen spektral çizgileri yorumlarken kullanır. Dalga-parçacık ikiliğini ve kuantum teorisini inceleyen fizik öğrencileri, bir fotonun dalga boyunu ölçülebilir fiziksel özellikleriyle ilişkilendirmek için bu hesaplayıcıyı kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Hesap makinesi olmadan hızlı kontrol için: elektronvolt cinsinden foton enerjisi yaklaşık 1239,84 bölü nanometre cinsinden dalga boyudur; yani 500 nm için yaklaşık 2,48 eV çıkmalıdır. Girdinin metre ya da mikrometre değil nanometre olduğunu unutmayın; ayrıca formüller tek bir fotonu anlatır, ışın demetini değil. Spektrumun hangi bölgesinde çalışıyorsunuz: morötesi, görünür ışık ya da kızılötesi?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar