Un fotón es una partícula de luz, que esencialmente es un paquete de radiación electromagnética. La energía del fotón depende de su frecuencia (qué tan rápido se mueven el campo eléctrico y el campo magnético). Cuanto mayor sea la frecuencia, más energía tiene el fotón. Por supuesto, un haz de luz tiene muchos fotones. Esto significa que la luz roja realmente intensa (muchos fotones, con una energía ligeramente menor) puede llevar más energía a un área determinada que la luz azul menos intensa (menos fotones con mayor energía).
La velocidad de la luz (c) En el vacío es constante., Esto significa que los fotones más energéticos (de alta frecuencia) como los rayos X y los rayos gamma viajan exactamente a la misma velocidad que los fotones de menor energía (de baja frecuencia), como los del infrarrojo. A medida que la frecuencia de un fotón sube, la longitud de onda () baja, y a medida que la frecuencia baja, la longitud de onda aumenta. La ecuación que relaciona estas tres cantidades para fotones es: .,
debido a que la longitud de onda y la frecuencia están determinadas entre sí, la ecuación para la energía contenida en un fotón se puede escribir de dos maneras diferentes:
O
- = Energía del fotón
- = La constante de Planck (6.62606957(29)×10-34 J·s )
- = frecuencia de fotones
- = longitud de onda de fotones
- = Velocidad de la luz
uno de los descubrimientos más extraños de la mecánica cuántica es que la luz y otras partículas pequeñas, como los fotones, son ondas o partículas dependiendo del experimento que las mide., Cuando la luz pasa a través de un prisma, se extienden de acuerdo con la longitud de onda.
por el contrario, bombardea el metal con luz, y muestra un lado de partícula de su naturaleza, donde solo los fotones que tienen más de una cantidad específica de energía liberan electrones.
Este experimento, llamado el efecto fotoeléctrico, es lo que le valió a Einstein su Premio Nobel. Los fotones con energía insuficiente pueden golpear el metal, pero no sueltan ningún electrón., Los fotones que exceden un umbral de energía generalmente golpean los electrones sueltos, sin embargo, a medida que la energía del fotón se vuelve mucho mayor de lo necesario, la probabilidad de que expulse un electrón disminuye. Por lo tanto, un haz de luz violeta de baja energía total podría expulsar electrones de un metal en particular, donde un haz rojo de alta energía no puede expulsar uno. Dado que cada fotón en el haz rojo tiene menor energía, hay muchos más de ellos. Este descubrimiento es lo que llevó a la revolución cuántica en la física., La física clásica y la intuición concluyen erróneamente que la energía total del haz sería el factor más importante en la expulsión de electrones.
Este fenómeno es importante para la física de las células fotovoltaicas.
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