单个光子的数量关系
光子能量—动量关系探索器
改变波长或频率,盯住能量和动量是否同向变化。关键不是背四个式子,而是看清它们其实描述同一件事。
能量关系
E = hν = hc/λ
动量关系
p = h/λ = E/c
调节入射光
200 纳米1400 纳米
1 纳米 = 10−9 米。公式计算前,波长必须先换成米。
214 太赫兹1499 太赫兹
1 太赫兹 = 1012 赫兹。真空中频率增大时,波长随之减小。
当前波长在光谱中的位置
可见光范围
约 380 纳米可见光约 780 纳米
人眼大致能感知 380~780 纳米的电磁波;处在这个区间,只说明“看得见”,并不改变光子的计算规律。
静质量为零,为什么仍有能量和动量?
m0
= 0
= 0
光子的静质量为零,但这不等于“什么都没有”。光子以光速传播,频率决定它携带的能量:E = hν。
有了能量,它也有动量:p = E/c = h/λ。因此光能传递能量,也能在物体上产生光压。
注意:不能把经典力学中的 p = mv 直接套给光子。本页只用光子的能量—动量关系,不展开相对论推导。
排一排:能量从小到大
红光 650 纳米、绿光 530 纳米、紫光 420 纳米,三个光子的能量顺序是:
先比较波长,再用 E = hc/λ 判断;这里不用逐个代数值。