Che cosa è un fotone in Chimica

? Comprendere la natura del fotone è necessaria per approfondire il misterioso mondo della fisica quantistica . I fotoni sono le particelle elementari della luce e altre forme di radiazione elettromagnetica , quali forni a microonde , onde radio e radiazioni UV . Se si ha familiarità con questi concetti , sarete già abituati a pensare la luce come un'onda . Tuttavia , nel corso dei secoli 19 e 20 , un nuovo modello di radiazione elettromagnetica è emerso, grazie al lavoro dei fisici come Max Planck e Albert Einstein . La dualità onda-particella

La radiazione elettromagnetica ha alcune proprietà ondulatorie che sono difficili da spiegare con un modello di particelle . Per esempio, diffrange , significa che cambia velocità e direzione di sostanze diverse , e rifrange , cioè si piega attorno agli oggetti . Le onde elettromagnetiche interferiscono anche con l'altro in pattern ondulati regolare. Tuttavia, ha alcune proprietà che non possono essere spiegati dall'onda - alone modello . Energy sembra essere consegnati in pacchetti , o "quanti ", più simile alle particelle di onde. Queste particelle hanno massa nulla , però .
L'effetto fotoelettrico

è un esperimento chiave che dimostra la teoria dei fotoni come pacchetti di energia . Un piatto carica negativa di zinco ( che può respingere un pezzo di foglia d'oro ) ha un eccesso di elettroni con carica negativa . Quando la luce bianca è brillato su di esso , non importa quanto intenso, non emette lo zinco . Tuttavia , se la luce UV è brillato su zinco , inizia a scaricare e non può più respingere la foglia d'oro . Solo la luce UV ha abbastanza energia per spostare gli elettroni .
La spiegazione particelle dell'effetto fotoelettrico

La spiegazione è che l'energia della luce dipende dalla sua frequenza piuttosto che la sua intensità . Una teoria delle onde potrebbe prevedere che se si aumenta l'intensità della luce bianca , la sua energia aumenterebbe , e potrebbe eventualmente scaricare elettroni. Ma poiché l'energia viene consegnato in pacchetti , solo uno di questi pacchetti entra in contratto con un elettrone ,
di Planck equazione

Max Planck ha prodotto un equazione per l'energia un fotone :

e = HXF

dove E è l'energia del fotone , h è la costante di Planck ed f è la frequenza della radiazione elettromagnetica . L'equazione dimostra il paradosso in fisica quantistica : per calcolare l'energia di una particella , è necessario tenere conto per le sue proprietà ondulatorie ( frequenza) . UV ha una frequenza superiore a luce bianca . Einstein costruito sul lavoro di Planck . Ha prodotto il suo fotoelettrico Equazione che ha mostrato che la cinetica ( movimento) l'energia di un elettrone in cui lascia la superficie di una sostanza a causa della radiazione elettromagnetica è uguale all'energia del fotone , meno che l' energia minima necessaria per l'elettrone per sfuggire alla superficie del materiale.