Fizică Alte teme
Cuante de energie Planck exercitii
Cuantele de energie sunt pachete discrete de energie propuse de Max Planck în 1900 pentru a explica radiația corpului negru. Energia unui foton este E = hν, unde h este constanta lui Planck (6,626×10⁻³⁴ J·s) și ν este frecvența. Aceasta a marcat nașterea mecanicii cuantice.
Formule de bază
- Energia fotonului E = hν = hc/λ. Exemplu: pentru lumină roșie cu λ=700 nm, E = (6,626×10⁻³⁴ × 3×10⁸) / (700×10⁻⁹) ≈ 2,84×10⁻¹⁹ J.
- Energia de ionizare Energia minimă pentru a îndepărta un electron dintr-un atom. Pentru hidrogen: E = 13,6 eV = 2,18×10⁻¹⁸ J.
- Efectul fotoelectric Explicat de Einstein cu cuante: energia fotonului trebuie să depășească lucrul mecanic de extracție, W: E = W + E_cinetică.
Exerciții rezolvate
- 1 Calcul energie foton Lumina albastră are λ=450 nm. Calculează E: ν = c/λ = 3×10⁸ / 450×10⁻⁹ ≈ 6,67×10¹⁴ Hz. E = hν ≈ 6,626×10⁻³⁴ × 6,67×10¹⁴ ≈ 4,42×10⁻¹⁹ J.
- 2 Număr fotoni O sursă emite 10⁻³ J/s la λ=500 nm. Câți fotoni pe secundă? E_foton = hc/λ ≈ 3,97×10⁻¹⁹ J. N = 10⁻³ / 3,97×10⁻¹⁹ ≈ 2,52×10¹⁵ fotoni/s.
- 3 Efect fotoelectric W pentru un metal este 2 eV. Cu foton de λ=300 nm, are loc emisia? E_foton = hc/λ ≈ 6,63×10⁻¹⁹ J = 4,14 eV. Da, deoarece 4,14 > 2.
Transformă întotdeauna unitățile în SI (1 eV = 1,6×10⁻¹⁹ J) și verifică dacă E_foton ≥ W în problemele cu efect fotoelectric.