Energia fotonu — barwa a energia

Co się właśnie stało?

Skróciłeś długość fali — fala na ekranie zrobiła się gęstsza, a pakiet energii (foton) urósł. Krótsza fala to wyższa częstotliwość, a wyższa częstotliwość to większa energia fotonu.

Energia fotonu:

— energia fotonu jest wprost proporcjonalna do częstotliwości i odwrotnie proporcjonalna do długości fali. $h$ — stała Plancka, $c$ — prędkość światła, $\lambda$ — długość fali, $f=c/\lambda$ — częstotliwość.

Co to znaczy w praktyce?

Wszystkie fale EM biegną z tą samą prędkością $c$, więc krótsza fala „mieści" więcej drgań na sekundę → wyższe $f$ → większe $E$. Poręczny wzór w elektronowoltach:

Dlaczego UV i rentgen są groźne, a radio nie?

Foton UV lub rentgena niesie tysiące razy więcej energii niż foton światła widzialnego czy radiowego — wystarczająco, by rozbijać wiązania w cząsteczkach (jonizacja). Foton radiowy jest tak „lekki", że tego nie potrafi.

Po co Ci to na maturze:

$E = hf = hc/\lambda$ to podstawa zadań o fotonach, efekcie fotoelektrycznym i widmach. Chwyt: policz częstotliwość $f=c/\lambda$, potem energię $E=hf$ — albo od razu z $E=1240/\lambda[\text{nm}]$ w eV.

Zapamiętaj: krótsza fala → wyższa częstotliwość → większa energia fotonu. $E = hc/\lambda$, więc $E \propto 1/\lambda$.