ما هي حاسبة طاقة الفوتون من التردد؟
تحسب هذه الأداة الطاقة التي يحملها فوتون واحد انطلاقًا من تردده، اعتمادًا على العلاقة الأساسية \(E = hf\)، حيث يرمز \(h\) إلى ثابت بلانك. وهي حاسبة فيزيائية كونية تنطبق في كل مكان — دون أي قيود تتعلق بدولة أو منطقة معينة. تُعرض النتيجة بوحدتين: الجول (الوحدة الدولية SI) والإلكترون فولت (eV)، وهي الوحدة الأنسب في الأعمال على المستوى الذري والجزيئي والكمي.
طريقة الاستخدام
أدخل تردد الفوتون بوحدة الهرتز (Hz). يمكنك استعمال الصيغة العلمية مثل 5e14 للدلالة على \(5 \times 10^{14}\) هرتز. اضغط على زر الحساب لتظهر طاقة الفوتون بالجول والإلكترون فولت. كلما ارتفع التردد (كما في الأشعة السينية وأشعة غاما) زادت طاقة الفوتون، بينما تعطي الترددات المنخفضة (موجات الراديو) طاقات ضئيلة جدًا.
شرح المعادلة
تتناسب طاقة الفوتون طرديًا مع تردده وفق العلاقة:
$$E = h \times f$$وقيمة ثابت بلانك ثابتة ومحددة بـ \(h = 6.62607015 \times 10^{-34}\) جول·ثانية. ولتحويل النتيجة من الجول إلى الإلكترون فولت، اقسمها على الشحنة الأولية البالغة \(1.602176634 \times 10^{-19}\) كولوم، إذ إن 1 إلكترون فولت هو الطاقة التي يكتسبها إلكترون عند عبوره فرق جهد مقداره فولت واحد.
مثال محلول
بالنسبة للضوء الأخضر عند التردد \(f = 5 \times 10^{14}\) هرتز:
$$E = 6.62607015 \times 10^{-34} \times 5 \times 10^{14} = 3.313 \times 10^{-19} \text{ جول}$$وبقسمة الناتج على \(1.602176634 \times 10^{-19}\) نحصل على نحو 2.068 إلكترون فولت — وهي طاقة نموذجية لفوتونات الضوء المرئي.
الأسئلة الشائعة
ما هو ثابت بلانك؟ هو ثابت أساسي في ميكانيكا الكم يربط طاقة الفوتون بتردده، وله قيمة محددة تساوي \(6.62607015 \times 10^{-34}\) جول·ثانية.
هل يمكنني إدخال التردد بوحدة التيراهرتز أو الجيجاهرتز؟ حوِّله أولًا إلى الهرتز: 1 تيراهرتز = \(1 \times 10^{12}\) هرتز، و1 جيجاهرتز = \(1 \times 10^{9}\) هرتز. ثم أدخل القيمة (مثل 1e12).
لماذا تُعرض القيمة بالإلكترون فولت أيضًا؟ في الفيزياء الذرية والكمية تكون طاقات الفوتونات ضئيلة جدًا بالجول، لذا يوفر الإلكترون فولت مقياسًا أوضح وأكثر شيوعًا في هذا المجال.
