طاقة الفوتون داخل الوسط: أي طول موجي يدخل القانون؟

طاقة الفوتون داخل الوسط تعتمد على التردد؛ قصر الطول عند الانكسار لا يكفي لزيادة طاقة الفرد. [1][2]

الخلاصة السريعة

ميز طول الفراغ من طول الوسط. [2]

• ضوء نافذ أحادي اللون، وسط شفاف ساكن، وانكسار خطي دون امتصاص أو تحويل تردد. يبقى التردد f وتتغير λm وسرعة الطور v. [2]
• λ0 طول الفراغ، وλm طول الوسط؛ n معامل الانكسار عند التردد المقصود. لأن v=c/n وλm=λ0/n، فإن E=hf=hc/λ0=hc/(nλm). c سرعة الضوء في الفراغ، وE طاقة فوتون واحد. [1][2]
• مثال افتراضي: λ0=600nm وn=1.5، مع c≈3×10⁸m/s. نحصل على v≈2×10⁸m/s وλm=400nm. nm نانومتر، يساوي 10⁻⁹m؛ المعامل ليس وصفًا لكل أنواع الزجاج. [2]
• من المثال f≈5×10¹⁴Hz. مع h≈6.63×10⁻³⁴J·s، يكون E≈3.32×10⁻¹⁹J في الحالتين. Hz هرتز وJ جول. الثوابت مقربة للتعليم؛ وحدة h جول مضروبًا في ثانية. [1]
• التعويض الخاطئ hc/λm يعطي هنا نحو 4.97×10⁻¹⁹J، أي أكبر بـ50%. عمومًا ناتجه nE؛ الصحيح إما hc/(nλm) أو hv/λm. الخطأ هو خلط سرعة الفراغ بطول الوسط. [1][2]
• أما 400nm في الفراغ فتصف ترددًا مختلفًا: نحو 7.5×10¹⁴Hz، وطاقة نحو 4.97×10⁻¹⁹J. رقم الطول نفسه لا يحدد الطاقة دون معرفة الوسط. المقارنة لطاقة الفرد؛ لا تحدد وحدها قدرة الحزمة النافذة. [1]

المراجع

1. OpenStax: طاقة الفوتون
2. OpenStax: طول الوسط والتردد

اختيار قانون الطاقة

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.