ЯК знайти довжину хвилі фотона

Відповідно до теорії квантово-хвильового дуалізму, електромагнітне випромінювання є одночасно потоком частинок і хвиль. Частинки мають енергію, відображену в електронвольтах, а хвилі - довжину, відображену в метрах.

Вам знадобиться

- джерело світла з монохроматором;
- вакуумний фотоелемент і вузли для складання реєструючої ланцюга;
- дифракційні грати і екран;
- калькулятор, здатний працювати з числами в експоненційному поданні;
- комп'ютер з доступом в інтернет і плагіном Flash Player.

Інструкція

Щоб переконатися в тому, що електромагнітне випромінювання має квантові властивості, візьміть вакуумний фотоелемент, катод якого має червону кордон фотоефекту приблизно в середині діапазону регулювання монохроматора. Підключіть елемент до реєструючої ланцюга, схема і параметри якої залежать від його типу. Плавно регулюючи довжину хвилі у бік збільшення, зверніть увагу, що при певному її значенні показання вимірювального приладу зростуть стрибкоподібно. Якщо довжина хвилі занадто велика (а значить, енергія квантів занадто мала), фотоелемент не реагуватиме на випромінювання, яким би інтенсивним вони ні було.

Для доказу того факту, що електромагнітне випромінювання крім квантових властивостей володіє і хвильовими, пропустіть світло від джерела з монохроматором через дифракційну решітку і направте його на екран. Зверніть увагу на той факт, що зі зміною кольору відстань між максимумами на екрані буде змінюватися.

Зазначену в умовах завдання енергію кванта, виражену в електронвольтах, переведіть в джоулі, для чого помножте на 1,602176487 (40) · 10 ^ (? 19).

Помножте один на одного постійну Планка, рівну 6,62606957 (29) · 10 ^ (? 34) (безрозмірна величина), і швидкість світла, рівну 299 792 458 м / с.

Результат попереднього множення поділіть на обчислену раніше енергію, виражену в джоулях, і вийде довжина хвилі в метрах.

Переведіть отриману довжину хвилі в такі одиниці, щоб результат було зручно висловлювати, не вдаючись до використання експоненціального обчислення. Наприклад, якщо такими одиницями виявляться нанометра, для переведення в них помножте довжину хвилі в метрах на 10 ^ 9.

За допомогою комп'ютера з встановленим плагіном Flash Player обчислити довжину хвилі по енергії кванта можна в автоматичному режимі. Для цього перейдіть на наступну сторінку: http: //highpressurescience.com/onlinetools/conversion.htmlВ лівій частині сторінки (Wavelenght conversion) в поле Conversion choice виберіть варіант eV -> nm. У полі Value to convert введіть енергію фотона, виражену в електронвольтах. Потім натисніть кнопку Calculate, і буде автоматично розрахована довжина хвилі в нанометрів.