파장
원자에 관한 현대 이론에 따르면 전자는 핵 주위를 공전합니다. 전자가 에너지를 흡수하면 더 높은 에너지 궤도로 승격됩니다.
이 상황은 매우 불안정하여 매우 짧은 시간 (1 초 미만) 후에 이전 궤도로 떨어집니다.
원자는 광자를 방출합니다. 광자의 에너지는 복사 주파수에 따라 다릅니다.
고 에너지 감마선 및 X 선에서 가시 광선을 통해 저에너지 적외선 및 전파에 이르기까지 모든 에너지의 광자가 있습니다.
모든 광자는 빛의 속도로 이동합니다. 광자는 전하 또는 휴식 질량과 스핀 단위가 없습니다. 그것들은 전자기장의 운반자로 생각되는 장 입자입니다.
빛의 파장 λ (미터)는 방정식에 의해 주파수 v (HZ) 및 빛의 속도 c와 관련이 있습니다.
λ = c/v
여기서 c는 초당 300억 미터의 일정한 값을 갖는 빛의 속도이고, 는 헤르츠(Hz) 또는 초당 사이클 단위의 빛의 주파수이며, 미터 단위의 빛의 파장입니다.
이러한 관계로부터 빛의 파장이 주파수에 반비례한다는 것이 분명하다. 주파수가 증가하면 빛의 파장이 비례하여 감소하고 이에 따라 빛을 구성하는 광자의 에너지가 증가합니다. 새로운 매체(예: 유리 또는 물)에 들어가면 주파수는 변경되지 않지만 빛의 속도와 파장은 감소합니다.
전자가 어떻게 에너지를 흡수하고, 더 높은 에너지 상태로 여기되고, 빛의 실험실에서 붕괴되는지 탐구하십시오.
광자의 에너지와 주파수 사이의 관계는 또 다른 간단한 방정식에 의해 결정됩니다.
E = hv = hc/λ
여기서 E는 몰당 킬로줄 단위의 에너지이고, h는 입자당 6.626 x 10-34줄-초 값을 갖는 플랑크 상수이며, 다른 변수는 위에서 정의되었습니다. 이 방정식에서 광자의 에너지는 주파수에 정비례하고 파장에 반비례한다는 것이 분명합니다. 따라서 주파수가 증가함에 따라(파장이 감소함에 따라) 광자 에너지가 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
다음 그림은 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단 방향으로 전자기파의 전파를 보여줍니다. 이 파동은 빛의 속도로 이동하며 파동 에너지의 방향이 전파 방향과 직각을 이루는 횡파로 알려져 있습니다.
이 예에서 파동은 서로에 대해 그리고 에너지 방향에 대해 90도 각도로 배향된 전기장과 자기장 진동장을 모두 생성합니다.
그림에서 연속적인 두 피크 사이의 거리는 방사선의 파장과 같습니다.
초당 진동 수(단일 정현파와 동일)는 일반적으로 헤르츠(초당 사이클)로 측정되는 방사선 주파수와 같습니다.