De energie van een foton kun je berekenen met de formule: Ef = h · f. Je ziet aan deze formule dat een foton met een hoge frequentie ook een hoge energie heeft.
Een foton is ook een soort pakketje alleen dan van energie. Als je een hoeveelheid energie hebt (1,0 J) en je wilt weten hoeveel energiepakketjes dit zijn moet je delen door de grootte van een pakketje. Dit wordt hier dus 1,0 / Efoton.
Fysica. Deze vergelijking staat bekend als de Planck-relatie. De fotonenergie bij 1 Hz is gelijk aan 6,62607015×10 −34 J, wat gelijk is aan 4,135667697×10 −15 eV .
Het foton is een deeltje zonder massa (m) en zonder lading (Q), dat zich in vacuüm met de lichtsnelheid c voortbeweegt. De naam is afgeleid van het Griekse woord phos (φῶς), wat "licht" betekent.
De maximale fotonenergie is hf = qV , waarbij q de lading van het elektron is en V de versnellingsspanning. Dus, hf = (1,60 × 10 −19 C)(50,0 × 10 3 V).
Gammastralen hebben de hoogste energieën en de kortste golflengten in het elektromagnetische spectrum.
De ultraviolette straling, die onzichtbaar is, heeft een hogere frequentie en een kortere golflengte dan zichtbaar licht. Ze heeft met andere woorden meer energie. Uv meten we in microwatt per lumen of per m².
Fotonen dragen elektromagnetische energie . Deze energie omvat het zichtbare licht dat we kunnen zien en vele andere soorten lagere- en hogere-energievormen van energie. Fotonen zijn de kleinst mogelijke deeltjes elektromagnetische energie en daarom ook de kleinst mogelijke deeltjes licht.
Licht, evenals alle andere elektromagnetische straling, bestaat uit fotonen.
Stel je een elektrisch veld of een magnetisch veld voor dat is opgeslagen zonder materie. Een foton is een verstoring van het elektrische en magnetische veld van het medium en een verstoring draagt geen materie, dus het heeft geen eigen lading nodig.
De massa van een relativistisch deeltje is afhankelijk van zijn snelheid (kinetische energie). Maar een foton beweegt voort aan de hoogst mogelijke snelheid, namelijk de lichtsnelheid, en daarom heeft een foton steeds kinetische energie. Dat is de E = p*c uiteraard.
In een persbericht van 18 mei 2021 meldde het Chinese Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) de detectie van een dozijn ultrahoge-energie gammastralen met energieën van meer dan 1 peta-elektronvolt (quadril elektronvolt of PeV), waaronder één van 1,4 PeV , het foton met de hoogste energie dat ooit is waargenomen.
Hoe doen we dat? Welnu, we weten dat een liter benzine ongeveer 8,9 kWh aan energie bevat. Als we dit omrekenen en vergelijken met het energieverbruik van de MG5 Electric Long Range (15,3 kWh/100 km gedeeld door 8,9 kWh/liter), dan heb je een equivalent brandstofverbruik van 1,7 l/100 km.
Die fotonen kunnen, net als gewone deeltjes, botsen. De botsingen zorgen voor de sterrenwind, waarbij deeltjes vanaf de ster de ruimte worden ingeslingerd.
LICHT IS EEN VORM VAN ENERGIE
Het is wetenschappelijk aangetoond dat gekleurd licht een 'frequentie' is die net als een radiogolf en infrarood, energie geeft.
De frequentie is het aantal golven dat een punt in de ruimte passeert gedurende een tijdsinterval, meestal één seconde. We meten het in eenheden van cycli (golven) per seconde, of hertz. De frequentie van zichtbaar licht wordt kleur genoemd en varieert van 430 biljoen hertz, gezien als rood, tot 750 biljoen hertz, gezien als violet.
Er is energie gekoppeld aan de straling, gebundeld in deeltjes die we fotonen noemen. De hoeveelheid energie in een foton is afhankelijk van de golflengte (tabel). Assimilatielampen produceren voornamelijk licht in de golflengtes 400 tot 700 nanometer (PAR licht). Daarbij komt ook warmte vrij.
a) Breking van fotonen
Wanneer een foton vanuit de lucht het glas binnendringt onder een bepaalde invalshoek, komt het het eerste glassatoom tegen met een snelheid C en heeft het de neiging om de baan van het buitenste elektron van het atoom te verschuiven in de richting van zijn beweging .
Lichtdeeltjes (fotonen) hebben geen massa, en er is dus ook geen kracht nodig om ze te versnellen. Een foton heeft al de lichtsnelheid bij zijn ontstaan; het is een eigenschap van licht.
Zoals duidelijk zou moeten zijn, is energie slechts een van de vele eigenschappen die fotonen met zich meedragen. Fotonen zijn veel meer dan "pure energie" . Fotonen kunnen prima bestaan zonder massa, omdat ze veel andere eigenschappen hebben die ze fysiek reëel maken.
Een foton is een massaloos deeltje met snelheid c, een electron een geladen deeltje met meetbare massa en snelheid kleiner dan c. Ze zijn dus niet hetzelfde.
Wanneer het foton reist met de lichtsnelheid waarbij de M- en E-vectoren van het foton loodrecht op elkaar staan, bezit het foton volledige kinetische (Ek) energie, en wanneer een foton tot stilstand wordt gebracht, wordt de totale energie van het foton omgezet in de potentiële energie (Ep) . Dit wordt ook wel de rustenergie van massa genoemd.
In BINAS tabel 19A zien we dat hoe 'blauwer' hoe kleiner de golflengte en hoe 'roder' hoe groter de golflengte. Blauw licht bevat dus meer energie per foton dan rood licht.
Blauw licht heeft kortere golven, met golflengtes tussen ongeveer 450 en 495 nanometer. Rood licht heeft langere golven, met golflengtes rond de 620 tot 750 nm. Blauw licht heeft een hogere frequentie en draagt meer energie dan rood licht. De golflengtes van lichtgolven zijn heel, heel kort, slechts een paar 1/100.000ste van een inch.
GOLFLENGTEN VAN ZICHTBAAR LICHT
Terwijl het volledige spectrum van zichtbaar licht door een prisma reist, splitsen de golflengtes zich in de kleuren van de regenboog omdat elke kleur een andere golflengte heeft. Violet heeft de kortste golflengte, rond de 380 nanometer, en rood heeft de langste golflengte, rond de 700 nanometer .