¿Cómo se cuantifica la energía transportada por un fotón cuando el espectro em es continuo, lo que significa que todas las frecuencias son posibles y por lo tanto todas las energías?

Answer 1

Cualquier fotón individual es un cuanto, un solo paquete de energía que puede ser absorbido en su totalidad o no. No puedes absorber la mitad de un fotón. Se emite como un todo indivisible, y se absorbe como el mismo. Lo que significa que los fotones pueden fluir a través de algo que no tiene la capacidad de absorber su energía exacta. Puede ser capaz de absorber energías cada vez más bajas, pero si no puede absorber esa energía exacta, es transparente.

La teoría cuántica de los fotones está en contraste con una teoría de la corriente, olvidada desde hace mucho tiempo, en la que la energía se transmite de manera flexible y multibanda. Eso permitió que naynenergía fluyera desde el origen hasta el destino. Esto contrasta con la teoría cuántica sobre la cual solo un paquete fijo puede ser emitido o absorbido.

Los fotones en el espacio libre, a diferencia de los electrones en los orbitales, pueden tener cualquier energía. Pero cualquier energía que tengan es fija y (salvo Heisenberg) sin cambios. De hecho, solo sabemos dónde está un fotón en dos puntos: dónde se emite, porque se pierde energía y dónde se detecta, porque se gana. Nunca, nunca, lo ves entre esos dos puntos. Y las energías involucradas en los dos puntos son las mismas (pero opuestas).

Answer 2

Un fotón particular puede transportar cualquier cantidad de energía en un espectro continuo. El efecto de la cuantización es que toda la energía de un fotón en particular debe ser absorbida o emitida a la vez .

Si tiene una fuente de luz monocromática de una frecuencia particular, la ecuación E = hf le indica efectivamente el tamaño de los trozos de energía que puede extraer de esa fuente; Es decir, la energía de un solo fotón.

Esto es particularmente significativo para procesos como el efecto fotoeléctrico y la radiación térmica.

En el caso del efecto fotoeléctrico, el hecho de que la energía se cuantifique en cualquier frecuencia particular en trozos cuyo tamaño depende de esa frecuencia significa que, si se requiere una cantidad particular de energía para liberar un electrón, entonces una fuente de luz con una intensidad demasiado baja. De una frecuencia no podrá liberar electrones, no importa cuán intenso sea, porque los cuantos no tienen suficiente energía.

En el caso de la radiación térmica, significa que la energía debe distribuirse entre diferentes frecuencias en segmentos discretos, en lugar de estar continuamente distribuida con cantidades iguales de energía en cada frecuencia. Eso es lo que evita que todo emita espontáneamente todo el calor en forma de rayos gamma de alta energía y se enfríe inmediatamente a cero absoluto (una predicción obviamente incorrecta de la física clásica conocida como “la catástrofe ultravioleta”).

Answer 3

¿Quién te dijo que E está cuantizado? (Lo siento, Henry, no pude resistir. 🙂)

Los fotones pueden tener cualquier frecuencia. Lo que se cuantifica son los fotones de una fuente particular que tienen una resonancia a una cierta frecuencia. Son las resonancias y los fotones que causan lo que se cuantifican, no los fotones en general.

Answer 4

El espectro electromagnético no es continuo, está compuesto de diferentes longitudes de onda y frecuencias, lo que significa que la energía está cuantificada. Esto se puede ver en la ecuación de energía para cada frecuencia f, o longitud de onda, a cada línea del espectro de acuerdo con su frecuencia f o longitud de onda l. Donde la energía es E = hf = hc / l, y dado que hc es constante (Planck constante y velocidad de la luz respectivamente), luego E ~ constante / l.

Answer 5

Tiene razón, el espectro EM es continuo y el rango de posibles enegios también es continuo.

Pero hay una diferencia entre las energías posibles que pueden tener los fotones y la energía que tiene un fotón individual.

Cada fotón individual tiene una cantidad discreta de energía.