Foton je bezhmotná částice, která nevykazuje hmotnost, ale nese energii, zatímco elektrony jsou záporně nabité částice, které mají určitou hmotnost. Proberme, zda je foton elektron.
Ačkoli se foton generuje, když elektrony emitují energii při přechodu z vyšších energetických hladin na nižší, přičemž energii uvolňují ve formě fotonů, foton není elektron, ale může elektronu přenést energii.
Může se foton stát elektronem?
Foton se rozhodně nemůže stát elektronem, ale může elektronu poskytnout energii pro skok z nižších energetických hladin na vyšší.
Pokud je energie fotonu větší než ionizační energie atomu, pak dopadající foton může přerušit přitažlivost mezi elektronem a jádrem atomu a elektron volně uvolnit.
Ztrátou elektronu z atomu vzniká iont, a proto se tomu říká ionizační proces. Foton pouze předává energii tomuto unikajícímu elektronu, ale není pravda, že se foton přemění na elektron.
Jsou elektrony tvořeny fotony?
Říká se, že vysokofrekvenční foton se objevil při tvorbě elektronů a plazmatu kvarků a gluonů během velkého třesku.
Elektrony produkující elektromagnetické pole emitují fotony, které předávají energii získanou polem. Fotony jsou vytvářeny energií elektronu. Když elektrony přijmou energii, vykazují elektronické přechody emitující extra energii.
Světlo ve vesmíru je vidět díky tomu, že se fotony pohybují v elektromagnetických vlnách nesoucích balík energie. To je způsobeno štěpnou a fúzní reakcí, kterou pozorují elektrony.
Je foton menší než elektron?
Zbytková hmotnost fotonu je nulová, ale pohybuje se rychlostí rovnou rychlosti světla, zatímco klidová hmotnost elektronu je 9.1*10-31k
Fotonová bytost je bezhmotná částice pohybující se vysokou rychlostí a naopak rychlost elektronu je nízká ve srovnání s fotonem šířícím se obrovskou energií.
De Broglieho vlnová délka fotonu je
Vlnová délka D'Broglieho rychlosti elektronu je pak přibližně 0.9c
Vlnová délka elektronu se liší v závislosti na konfiguraci atomu a energii získané elektronem. Čím větší je velikost atomu, tím menší je jeho vlnová délka.
Zjistilo se, že vlnová délka elektronu je menší než foton. To je způsobeno skutečností, že elektron je větší než foton.
Je foton emitován z elektronu?
Elektrony také reagují s kvarkovými částicemi za vzniku protonů a neutronů
Foton je předáván elektronem, když skočí z vyšší energetické hladiny do nižšího energetického stavu, přičemž svou energii předává fotonu, který je emitován.
Vlnová délka emitovaného fotonu se vypočítá pomocí vzorce
kde R je Rydbergova konstanta, Z je atomové číslo. a n1 a n2 jsou orbitální čísla, ve kterých dochází k přechodu.
Může volný elektron emitovat foton?
Volný elektron může emitovat foton, pokud elektron absorbuje energii v nějaké formě.
Tento elektron se může vázat s nějakou jinou částicí, protože je ve volném náhodném pohybu a může emitovat foton. Při reakci s nějakou jinou energizovanou částicí přijímá energii navíc, která je emitována ve formě fotonu.
Pokud se foton zcela váže s volným elektronem, může se rychlost elektronu rovnat rychlosti světla.
Interakce fotonů a elektronů
Foton má 'p' a 'E' a pokud reaguje s elektronem, dostaneme Comptonův rozptylový efekt. Protože přicházející foton vlnové délky λ dopadá na elektron, část jeho energie je předána elektronu a je rozptýlena zpět s nízkou energií, čímž se zvětšuje jeho vlnová délka..
Jedná se o typ nepružného rozptylu, protože vlnová délka dopadajícího světla se liší od světla rozptýleného a také klesá energie. Tato změna vlnové délky je dána rovnicí
kde θ je úhel, který svírá rozptýlená částice.
Za druhé, fotonovou elektronovou interakci lze také vidět ve fotoelektrickém jevu. K tomuto efektu dochází, když vysoce nabité fotony dopadají na shluk atomů.
Pokud elektron získá energie větší než její vazba energie, pak ji přemístí z vnitřního obalu atomu. To se nyní nazývá fotoelektron.
Kinetická energie získaná emitovaným fotoelektronem se rovná energii fotonu mínus vazebná energie emitovaného elektronu. Emise elektronů z vnitřního obalu atomu vytváří prázdný prostor v obalu, který je vyplněn elektronem v blízkém obalu.
Přechod elektronu z oběžné dráhy s vyšší energií na nižší znamená, že energie elektronu musí být snížena a tato energie je emitována a dává pryč foton produkující rentgenové záření.
Fotonový a elektronový rozdíl
Foton je bezhmotné kvantum energie, jeho klidová hmotnost je nulová, zatímco elektron má hmotnost
. Fotony se pohybují rychlostí světla, zatímco pro elektrony je nemožné pohybovat se rychlostí světla.
Foton nemá žádný náboj, zatímco elektron, o kterém víme, že je nabitý záporně. Foton vykazuje více vlnových znaků, zatímco elektron vykazuje více vlastností částic.
Foton je balíček energie a získává hmotnost, která se rovná E/c2 protože se pohybuje rychlostí světla a má energii a hybnost. Energie fotonu se přeměňuje na hmotu, zatímco se šíří rychlostí světla, a proto bylo zjištěno, že také vykazuje chování částic.
Vlnová délka fotonu a elektronu
Rychlost částice je přímo úměrná její vlnové délce podle rovnice, v=fλ podle toho musí být vlnová délka fotonu větší než elektron.
Pokud foton a elektron mají oba energii 1ev, jaký bude rozdíl ve vlnové délce obou, vypočítejme a pochopíme totéž.
Foton se pohybuje rychlostí světla, takže energii fotonu lze měřit pomocí rovnice,
E=pc, protože energie fotonu je způsobena pouze hybností.
Dále můžeme napsat,
Kde h je Planckova konstanta, c je rychlost a λp je vlnová délka fotonu.
Na základě toho tedy můžeme měřit vlnovou délku fotonu jako
Nyní najdeme vlnovou délku elektronu s energií 1eV.
Energie elektronu je
Protože vlnovou délku elektronu lze zjistit pomocí vzorce
Z toho vyplývá, že vlnová délka fotonu je větší než vlnová délka elektronu.
Hmotnost fotonů a elektronů
Foton má sice hybnost, je to bezhmotná kvanta energie. Podle relativistické teorie je energie, kterou foton má, E=pc v důsledku hybnosti, a když je v pohybu, hmotnost fotonu je ekvivalentní E/c2
Hmotnost elektronu se mění, když je v pohybu pomocí kinetické energie. Relativistická hmotnost elektronu v pohybu je
kde
Hmotnost elektronu byla vypočtena pomocí Rydbergovy konstanty
kde α je konstanta jemné struktury měřená ze spektroskopie
Tak dostaneme klidovou hmotnost elektronu pomocí této rovnice
je zjištěno, že je 9.1*10-31kg
Fotonová a elektronová energie
Energie jakékoli částice přímo souvisí s frekvencí jejího výskytu a je dána
E=hγ
Kde h je Planckova konstanta a γ je frekvence.
y=v/λ
Protože rychlost fotonu je rovna c
E=h/cX
V závislosti na vlnové délce světla můžeme určit energii spojenou s fotonem emitujícím světlo.
Energie elektronu se mění v závislosti na energii zachycené elektronem k přechodu na vyšší energetickou hladinu nebo je celková energie vydána tak, aby zaujala nižší energetický stav, než je stávající.
Hybnost částice je zachována a energii elektronu lze vypočítat pomocí vzorce E=p2/2m. Když elektron přeskakuje z jedné úrovně na druhou, ztracenou nebo získanou energii lze vypočítat na základě znalosti změny frekvence elektronu ΔE=hγΔ
Jaký je poměr vlnové délky elektronu a fotonu?
Vlnová délka elektronu je λe=h/√2m/E, zatímco poměr fotonu je h/√2m/E
Poměr vlnové délky elektronu a fotonu se rovná druhé odmocnině celkové energie o dvojnásobek hmotnosti elektronu krát převrácená hodnota rychlosti fotonu.
Jaká je vlnová délka elektronu o energii 0.511 MeV?
Zadáno: E = 0.511 MeV
m = 9.1 x 10-31kg
My máme,
Vlnová délka elektronu je 1.72pm.
Závěr-
Fotony jsou balíčky energie pohybující se v elektromagnetické vlně, zatímco elektron vykazuje dualitu v přírodě a má hmotnost. Přechod elektronu z vyšších na nižší energetické hladiny uvolňuje foton nesoucí extra energii emitovanou elektronem.
Také čtení:
- Elektronový mikroskop 2
- Optický vs elektronický hledáček
- Elektronová difrakce
- Jak zjistit kinetickou energii elektronu
- Jak navrhnout tepelně energeticky efektivní řízení teploty v elektronických zařízeních
- Jak zjistit energii elektronu
- Fakta elektronového oblaku modelu elektronového oblaku
- Jak zjistit energetickou hladinu valenčních elektronů
- Transmisní elektronový mikroskop tem
- Elektronová hustota
Ahoj, jsem Akshita Mapari. Udělal jsem Mgr. ve fyzice. Pracoval jsem na projektech jako Numerické modelování větrů a vln během cyklonu, Fyzika hraček a mechanizované vzrušující stroje v zábavním parku založeném na klasické mechanice. Absolvoval jsem kurz na Arduinu a dokončil jsem několik mini projektů na Arduinu UNO. Vždy rád prozkoumávám nové oblasti v oblasti vědy. Osobně věřím, že učení je větší nadšení, když se učí kreativně. Kromě toho rád čtu, cestuji, brnkám na kytaru, určuji kameny a vrstvy, fotím a hraji šachy.