في ميكانيكا الكم والكهرومغناطيسية، يعد فهم العلاقة بين طول الموجة وترددها وطاقة فوتوناتها أمراً ضرورياً. تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية، التي تتراوح من موجات الراديو منخفضة التردد إلى أشعة جاما عالية التردد، بسرعة الضوء. تتناسب الطاقة التي يحملها فوتون واحد من هذه الموجات طردياً مع ترددها، وهو مفهوم صاغه ماكس بلانك والذي أرسى الأساس لفيزياء الكم الحديثة.
معادلات الموجة والطاقة
سرعة الضوء (c): c = λ × ν (الطول الموجي × التردد)
طاقة الفوتون (E): E = h × ν أو E = (h × c) / λ
حيث h هو ثابت بلانك (6.626 × 10⁻³⁴ جول·ثانية) و c هي سرعة الضوء (3 × 10⁸ متر/ثانية).
طريقة استخدام هذه الحاسبة
- حدد المتغير المعروف الذي ترغب في إدخاله (الطول الموجي، التردد، أو الطاقة).
- أدخل القيمة العددية الدقيقة.
- حدد الوحدة المناسبة (مثل النانومتر للطول الموجي، الهرتز للتردد، والإلكترون فولت أو الجول للطاقة).
- انقر على احسب لحل الخاصيتين الفيزيائيتين المتبقيتين فوراً.
أسئلة شائعة (FAQ)
ما هي العلاقة بين الطول الموجي والتردد؟
إنهما يتناسبان عكسياً. نظراً لأن جميع الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل بنفس السرعة الثابتة في الفراغ (سرعة الضوء)، فإن الموجة ذات الطول الموجي الأطول يجب أن يكون لها تردد أقل. وعلى العكس من ذلك، يعني الطول الموجي الأقصر تردداً أعلى.
ما هو الفوتون؟
الفوتون هو جسيم أساسي للضوء المرئي وجميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي الأخرى. كتلته الساكنة تساوي صفراً وينتقل بسرعة الضوء. تملي طاقته بالكامل بواسطة تردده؛ تمتلك الأشعة السينية عالية التردد فوتونات عالية الطاقة، بينما تمتلك موجات الراديو منخفضة التردد فوتونات منخفضة الطاقة.