Sunday, July 3, 2011

Plancki konstant


Plancki konstant h on seos elektromagnetkiirguse (EM) lainepikkuse (või sageduse) ja selle kiirguse energia vahel tähistades energia hulka igas EM kiirguse üksiklaines sõltumata EM kiirguse tüübist (raadiolained kuni gammakiirgus). Selle ühikuks on energiahulk (näiteks J või eV sõltuvalt sellest, mis ühikutes energiat leida)/sekundis. Max Planck leidis selle esialgu 1899. aastal seosena
E =  h\nu.\,
Energia=h korda EM kiirguse sagedus (v).
E =  \frac{hc}{\lambda}.\,
Või kui lainepikkuse (lambda) ja valguse kiiruse (c) järgi arvutada.
1923. aastal pakuti välja, et h on seoseks ka iga teise osakese lainepikkuse ja inertsi vahel ning nähtavasti pole seda väidet seni ümber lükatud.
Vahel kasutatakse valemites taandatud Plancki konstanti, mida tähistatakse läbikriipsutatud h tähega ning mis on võrreldes h'ga ~6,2 korda väiksem.
\hbar = \frac{h}{2 \pi}.
Jagades h läbi kahe pii'ga saab arvutada kvandi energiat ilma võnkesageduseta kuid teades selle pöörlemiskiirust radiaanides sekundis. 2 pii korda radiaan sekundis tähendab sekundis täisringi tegemist. Radiaan on raadiuse pikkune osa ringi ümbermõõdust ning pii korda diameeter ehk 2 raadiust on ringi ümbermõõt.
E = \hbar \omega.
Energia valem taandatud Plancki konstandiga. Viimane sümbol näitab pöörlemiskiirust ühikuga radiaani/sekundis. Energia hulk peaks osakestel olema võrdne ühe täispöörde või hertsi juures sekundis korrutades kummagi läbi Plancki konstandi väärtusega.

Vahel on valemit E = h\nu.\, nimetatud ka Plancki-Einsteini võrrandiks. Einsteini 1905. aastal kirjeldatud fotoelektrilise efekti puhul suureneb valgusega eraldunud elektronide kineetiline energia. Max Planck sai Nobeli preemia h väärtuse leidmise eest ja Einstein oma ainsa Nobeli preemia fotoelektrilise efekti selgitamise eest.
Üksikelektronide energia ei sõltu sama lainepikkusega valguse intentsiivusest (eredusest) kuid sõltub lineaarselt selle footonite lainepikkusest. Kui EM kiirguse lainepikkus on liiga väike, siis ei põhjusta see ka kõrge intentsiivsuse juures elektronide vabanemist. Suurem kiirguseintentsiivsus võib suurendada ainult sama energiaga elektronide vabanemist kuid mitte nende energiat. Einsteini selgituse järgi kandub valguse energia mitte ühtlaselt, vaid üksikute kvantide (hiljem footonite) kaudu, mis löövad elektronid välja footonis oleva energiaga ning seos footoni lainepikkuse ja eraldunud elektroni energia vahel on leitav Plancki konstandiga.
K_{\mathrm{max}} = hf - \varphi,
valemis tähistab Kmax maksimaalset eraldunud elektroni kineetilist energiat, f footoni sagedust ja viimane sümbol minimaalset elektroni eraldumiseks vajalikku energiat.
\varphi = hf_0,
minimaalne elektroni vabastavaks energia hulk on h korda minimaalne elektroni vabastav footoni sagedus.

No comments:

Post a Comment