
【化】 photon energy; quantum energy
光子能(Photon Energy)是物理学中描述单个光子所携带能量的基本概念,其核心定义与计算方式如下:
光子能指光量子(光子)在传播过程中携带的量子化能量。根据量子力学理论,光子作为电磁辐射的载体,其能量与电磁波的频率成正比,与波长成反比。该概念是理解光电效应、激光技术及量子通信的基础。
光子能(E)的经典表达式为普朗克公式: $$ E = h u $$ 其中:
或等价表示为: $$ E = frac{hc}{lambda} $$
光伏发电
半导体材料吸收光子能量后产生电子-空穴对,实现光能向电能转化(依据爱因斯坦光电方程)。
光谱分析
原子发射/吸收特定光子能量的特征谱线,用于物质成分鉴定(如氢原子巴尔末系对应可见光波段光子能)。
医学成像
X射线光子能穿透组织时的能量衰减差异构成影像基础,CT扫描依赖千伏级光子能调控。
常用单位电子伏特(eV)与焦耳(J)的转换关系:
$$ 1 text{eV} = 1.602 times 10^{-19} text{J} $$
典型值示例:
注:因未获取到可验证的权威在线词典资源,本文定义基于量子光学领域共识理论,建议进一步参考《现代汉语词典(物理学卷)》或ISO 80000国际标准术语库获取标准化释义。
光子能通常指光子携带的能量,是光能的最小单位,属于量子化的能量形式。以下是详细解释:
光子(光量子)是传递电磁相互作用的基本粒子,其能量由普朗克公式决定: $$ E = h u $$ 其中:
与频率正相关
光子能量与光的频率成正比,频率越高(波长越短),能量越大。例如,紫外光的光子能高于可见光。
无静止质量
光子静止质量为零,所有能量均为动能,且以光速传播。
量子化特性
光能以离散的光子形式传递,每个光子的能量是电磁辐射的最小单位。
光子能的概念在以下领域至关重要:
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