Энергия электромагнитной волны

Интенсивность электромагнитной волны зависит только от ее амплитуды. Е 2 а не его частота. Фотон имеет ту же длину волны, что и волна, которая его несет, и его энергия равна час ф .

Итак, если лазерная волна сохраняется с той же амплитудой, а длина волны уменьшается, почему ее интенсивность остается неизменной, хотя ее фотоны теперь несут меньше энергии?

Почему интенсивность электромагнитных волн так сильно отличается от интенсивности звуковых волн (и других волн, распространяющихся в среде), которые связаны с ф 2 Е 2 ?

Во втором абзаце, я думаю, вы хотели сказать «нести меньше энергии»?
@twistor59-Если длина волны уменьшается, энергия фотона не увеличивается из-за соотношения Е "=" час ф ? Таким образом, в лазерном луче с уменьшенной частотой, но равной амплитудой количество фотонов уменьшается.
Да, @twistor59, если уменьшить длину волны, фотоны будут нести больше энергии.

Ответы (2)

Чтобы интенсивность источника света оставалась неизменной, в то время как каждый фотон более низкой частоты несет меньше энергии, должно быть большее количество (за время, на единицу площади) фотонов более низкой частоты в луче, чем исходное количество фотонов более высокой частоты. частотные фотоны.

Что касается второй части вашего вопроса, я допускаю, что может сбить с толку тот факт, что мощность, передаваемая волнами E&M, зависит от амплитуды волны, в то время как мощность, передаваемая модой вибрирующей струны, зависит как от амплитуды, так и от частоты. волны. В конечном итоге это сводится к фундаментальным различиям в физике каждого волнового явления.

Энергия вибрирующей струны сводится к кинетической энергии движущихся элементов струны и потенциальной энергии от натяжения, ощущаемого каждым элементом из-за положения его соседей. Итак, при фиксированной амплитуде вы можете видеть, что вы получаете еще больше энергии, если будете трясти скакалку быстрее.

Энергия в волне E&M — это совершенно другой эффект: она исходит из среднего размера (квадрата) электрического поля в волне, которое может совершать работу по перемещению заряженных частиц. При фиксированной амплитуде, если вы увеличите частоту, вы не увеличите средний размер поля.

обратите внимание, что лазеры имеют практически одну частоту. en.wikipedia.org/wiki/File:Helium_neon_laser_spectrum.svg Для другой частоты необходима другая лазерная среда, поэтому нельзя понизить частоту при увеличении амплитуды лазера.
Хорошая мысль, Анна, +1. Собственно, это было первое, что нужно было сказать — и мне тоже следовало.
Вы правы, я отредактирую ответ, заменив «лазер» на «источник света». Я думал об этом, как о мысленном эксперименте, который вы проводите с фотоэлектрическим эффектом. Вы представляете, что у вас есть несколько ручек частоты и амплитуды, которые вы можете поворачивать для какого-то источника света.
Различные технологии позволяют создавать перестраиваемые лазеры: en.wikipedia.org/wiki/Tunable_laser

Частота ф и интенсивность или мощность п "=" ϵ 0 Е м а Икс 2 А с (энергия в секунду, где А площадь) являются независимыми величинами, поэтому вы можете изменять каждую из них независимо от другой. Энергия одного фотона равна Е "=" час ф так что это простая функция частоты; поэтому число фотонов в секунду равно п / Е "=" п / час ф . Но обратите внимание, что здесь есть как минимум две независимые величины, например, частота и мощность.

Энергия электромагнитной волны
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v