Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe beïnvloedt de grootte van de golflengte zijn energieniveau?

De grootte van een golflengte en zijn energieniveau hebben een inverse relatie . Dit betekent:

* Langere golflengten hebben een lagere energie. Denk aan radiogolven, die zeer lange golflengten hebben en lage energie dragen.

* Kortere golflengten hebben een hogere energie. Denk aan gammastralen, die extreem korte golflengten hebben en zeer hoge energie dragen.

Dit is waarom deze relatie bestaat:

* Dualiteit van golfdeeltjes: Licht werkt zowel als een golf als een deeltje (foton). De energie van een foton is recht evenredig met de frequentie ervan (hoeveel golven passeren een punt per seconde).

* Relatie tussen golflengte en frequentie: Golflengte en frequentie zijn omgekeerd omgekeerd. Hoe korter de golflengte, hoe hoger de frequentie. Dit betekent dat een kortere golflengte ook een foton met een hoger energieverbruik betekent.

formule:

De relatie tussen golflengte (λ), frequentie (ν) en energie (e) van een foton wordt beschreven door de volgende vergelijking:

E =hν =hc/λ

Waar:

* e is de energie van het foton

* h is Planck's constante (6.626 x 10^-34 j s)

* ν is de frequentie van de golf

* c is de snelheid van het licht (3 x 10^8 m/s)

* λ is de golflengte van de golf

in eenvoudiger termen: Stel je een golf voor als een reeks pieken en dalen. Als de pieken dichter bij elkaar zijn (korte golflengte), moet de golf sneller (hoge frequentie) oscilleren om meer golven in dezelfde ruimte te passen. Deze snellere oscillatie betekent dat meer energie wordt gedragen door de golf.

Voorbeelden:

* radiogolven: Lange golflengten, lage frequentie, lage energie.

* magnetrons: Kortere golflengten dan radiogolven, hogere frequentie, hogere energie.

* zichtbaar licht: Een reeks golflengten, met rood met de langste en violet de kortste. Rood licht heeft lagere energie dan violet licht.

* ultraviolet (uv) licht: Kortere golflengten dan zichtbaar licht, hogere frequentie, hogere energie.

* röntgenfoto's: Nog kortere golflengten dan UV, hogere frequentie, veel hogere energie.

* gammastralen: De kortste golflengten en de hoogste frequenties in het elektromagnetische spectrum, met de hoogste energie.