9. Fotonit ja kvanttielektrodynamiikka

Energia, liikemäärä ja kynnys #

Fotonille tyhjiössä

E=h\nu=\hbar\omega=\frac{hc}{\lambda},\quad p=\frac{h}{\lambda},\quad\omega=2\pi\nu.

Taajuus ν on jaksoja sekunnissa. 500 nm:n fotonin energia on noin 2,47968 eV. Yksinkertaisessa yhden fotonin valosähkömallissa Kmax=hν−Φ, missä Φ on irrotustyö. Jos Φ=2,00 eV, Kmax≈0,47968 eV. Kynnyksen alapuolella tämä prosessi ei emittoi elektronia.

Intensiteetti vaikuttaa yleensä emittoituvien elektronien määrään; maksimiliike-energian määrää pääosin taajuus. Väite, ettei intensiteetillä ole mitään merkitystä, on väärä.

Kvanttikenttä ja sironta #

Lepotilaisen vapaan elektronin Compton-sironnassa

\Delta\lambda=\frac{h}{m_ec}(1-\cos\theta).

θ on fotonin sirontakulma. Taaksepäin sironnassa muutos on 2h/(mec). Kvanttiteoria yhdistää interferenssiamplitudit ja erilliset havaintotapahtumat; fotoni ei muutu välillä klassiseksi aalloksi. Fotonin energia riippuu taajuudesta, joten universaalia ei-nollaa vähimmäisfotonienergiaa ei ole. Klassinen valo syntyy sopivana kvanttikentän rajatapauksena.

Lähteet ja lisälukeminen #

Sisällys · Edellinen luku · Seuraava luku