Isi
- Max Planck, Yang Berhubungan dengan Panjang Gelombang Foton untuk Energi
- Persamaan Konversi Panjang Gelombang ke Energi
- Jaga Unit Anda Tetap Lurus
Apakah cahaya adalah gelombang atau partikel? Baik pada saat yang sama, dan sebenarnya, hal yang sama berlaku untuk elektron, seperti yang ditunjukkan Paul Dirac ketika ia memperkenalkan persamaan fungsi gelombang relativistiknya pada tahun 1928. Ternyata, cahaya dan materi - hampir semua yang menyusun alam semesta material - terdiri dari kuanta, yang merupakan partikel dengan karakteristik gelombang.
Sebuah tengara utama di jalan menuju kesimpulan mengejutkan (pada saat itu) adalah penemuan efek fotolistrik oleh Heinrich Hertz pada tahun 1887. Einstein menjelaskannya dalam hal teori kuantum pada tahun 1905, dan sejak itu, fisikawan telah menerima itu, sementara cahaya dapat berperilaku sebagai partikel, itu adalah partikel dengan panjang gelombang dan frekuensi karakteristik, dan jumlah ini terkait dengan energi cahaya atau radiasi.
Max Planck, Yang Berhubungan dengan Panjang Gelombang Foton untuk Energi
Persamaan konverter panjang gelombang berasal dari bapak teori kuantum, fisikawan Jerman Max Planck. Sekitar tahun 1900, ia memperkenalkan gagasan kuantum sambil mempelajari radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam, yang merupakan benda yang menyerap semua radiasi kejadian.
Kuantum membantu menjelaskan mengapa tubuh seperti itu memancarkan radiasi sebagian besar di tengah spektrum elektromagnetik, bukan pada ultraviolet seperti yang diprediksi oleh teori klasik.
Penjelasan Plancks mengemukakan bahwa cahaya terdiri dari paket energi diskrit yang disebut kuanta, atau foton, dan bahwa energi hanya dapat mengambil nilai-nilai diskrit, yang merupakan kelipatan dari konstanta universal. Konstanta, yang disebut konstanta Plancks, diwakili oleh surat itu h, dan memiliki nilai 6,63 × 10-34 m2 kg / s atau setara 6,63 × 10-34 joule-detik.
Planck menjelaskan bahwa energi sebuah foton, E, adalah produk dari frekuensinya, yang selalu diwakili oleh huruf Yunani nu (ν) dan konstanta baru ini. Dalam istilah matematika: E = hν.
Karena cahaya adalah fenomena gelombang, Anda dapat mengekspresikan persamaan Plancks dalam hal panjang gelombang, yang diwakili oleh huruf Yunani lambda (λ), karena untuk gelombang apa pun, kecepatan transmisi sama dengan frekuensi kali panjang gelombangnya. Karena kecepatan cahaya adalah konstan, dilambangkan dengan c, Persamaan Plancks dapat dinyatakan sebagai:
E = frac {hc} {λ}Persamaan Konversi Panjang Gelombang ke Energi
Penyusunan ulang persamaan Plancks yang sederhana memberi Anda kalkulator panjang gelombang instan untuk setiap radiasi, dengan asumsi Anda tahu energi radiasi. Rumus panjang gelombang adalah:
λ = frac {hc} {E}Kedua h dan c adalah konstanta, sehingga persamaan konversi panjang gelombang ke energi pada dasarnya menyatakan bahwa panjang gelombang sebanding dengan inversi energi. Dengan kata lain, radiasi panjang gelombang panjang, yang merupakan cahaya menuju ujung merah spektrum, memiliki lebih sedikit energi yang memendekkan panjang gelombang cahaya pada ujung ungu spektrum.
Jaga Unit Anda Tetap Lurus
Fisikawan mengukur energi kuantum dalam berbagai unit. Dalam sistem SI, unit energi yang paling umum adalah joule, tetapi mereka terlalu besar untuk proses yang terjadi pada tingkat kuantum. Elektron-volt (eV) adalah unit yang lebih nyaman. Energi yang diperlukan untuk mempercepat satu elektron melalui perbedaan potensial 1 volt, dan setara dengan 1,6 × 10-19 joule.
Unit yang paling umum untuk panjang gelombang adalah ångstroms (Å), di mana 1 Å = 10-10 m. Jika Anda mengetahui energi kuantum dalam elektron-volt, cara termudah untuk mendapatkan panjang gelombang dalam ångstrom atau meter adalah dengan terlebih dahulu mengubah energi menjadi joule. Anda kemudian dapat menghubungkannya langsung ke persamaan Plancks, dan menggunakan 6.63 × 10-34 m2 kg / s untuk konstanta Plancks (h) dan 3 × 108 m / s untuk kecepatan cahaya (c), Anda dapat menghitung panjang gelombang.