Foton Konusu Nedir

Foton Konusu Nedir

Foton ışığın parçacık modeli için Einstein tarafından geliştirilen bir kavramdır Einstein'e göre ışık durgun kütlesi sıfır olan enerji paketçikleri gibi davranan parçacıklardan oluşur Bu parçacıklara foton adı verilmiştir Fotonlar boşlukta ışık hızıyla hareket eden, hareket ederken tıpkı bir dalga gibi frekansı ve dalga boyu olan, ve bu frekansa göre enerji taşıyan parçacıklardır Bir fotonun enerjisinin bulunabilmesi için fotonun frekansının yada dalgaboyunun bilinmesi gerekir Frekansı f, dalgaboyu λ olan ışığın enerjisini E, hızını c, Plank sabitini h ile gösterirsek; aşağıdaki denklemler geçerli olur (Dalgalar ve fotoelektrik konularından hatırlayacaksınız)

c=λf E=hf=hc/λ

Plank sabiti: h = 6,6310-34 Js dir Burada plank sabiti joulexsaniye birimiyle ifade edilir Yukarıdaki denklemde Enerjiyi (E) hesaplamak isterseniz, fotonun frekansını hertz (1/s) birimi cinsinden yazıp enerjiyi joule cinsinden bulursunuz Fakat bulacağınız enerji çok küçük bir sayıyla ifade edilir Çünkü joule birimi bir fotonun taşıyabileceği enerjiye göre çok büyük bir birimdir Joule birimini başka enerji birimlerine çevirmek mümkündür Fotonun taşıdığı enerji bulunurken genelde joule yerine elektronvolt (eV) enerji birimi kullanılır (1 eV=1,6 10-19 J) Bu çevirmeyi yapmak yerine Plank sabitini bu yeni birime göre yazabiliriz Farklı bir birim ile Plank sabiti: h= 4,1410-15 eVs olur Işığın dalga boyu kullanılırken metre birimi yerine, metrenin 10 milyarda biri olan angstrom (Å) birimi kullanılır

E=hc/λ formülü dalga boyu bilinen bir fotonun enerjisini bulmak içindir Bu formülde h ve c sabit sayılar olduğundan, hc yerine hc=12400 eVÅ değerini kullanabiliriz

Soru:

Frekansı 61020 s-1 olan fotonun enerjisini eV ve joule cinsinden bulunuz

Çözüm:

f=61020 s-1 verilmiş E=? Enerji eV cinsinden sorulduğu için h= 4,1410-15 eVs değerini kullanmak bize eneriji eV cinsinden verektir

E= hf = 4,1410-15 x 61020 =2,484106 eV bulunur

Enerjiyi joule cinsinden bulmak için h = 6,6310-34 Js değerini kullanmak gerekir

E= hf = h = 6,6310-34 x 61020 =3,97810-13 J bulunur

Soru:

Dalga boyu 4000 Å olan fotonun enerjisi kaç eV tur?

Çözüm:

E=hc/λ = 12400/4000 = 3,1 eV