Een foton is een massaloos deeltje dat geen massa vertoont maar energie draagt, terwijl de elektronen een negatief geladen deeltje zijn dat enige massa heeft. Laten we bespreken of foton een elektron is.
Hoewel foton wordt gegenereerd wanneer de elektronen energie uitstralen terwijl ze van hogere naar lagere energieniveaus overgaan en de energie in de vorm van fotonen weggeven, is het foton geen elektron maar kan het energie aan het elektron afstaan.
Kan een foton een elektron worden?
Een foton kan beslist geen elektron worden, maar het kan het elektron wel energie geven om van lagere naar hogere energieniveaus te springen.
Als de energie van het foton groter is dan de ionisatie-energie van het atoom, kan het invallende foton de aantrekkingskracht tussen het elektron en de kern van een atoom verbreken, waardoor het elektron vrijelijk vrijkomt.
Het verliezen van het elektron van het atoom produceert het ion en daarom wordt het het ionisatieproces genoemd. Het foton geeft alleen de energie aan dit ontsnappende elektron, maar het is niet zo dat een foton wordt omgezet in een elektron.
Zijn elektronen gemaakt van fotonen?
Er wordt gezegd dat het hoogfrequente foton tijdens de oerknal ontstond in de vorming van elektronen en plasma van quarks en gluonen.
De elektronen die het elektromagnetische veld produceren, zenden fotonen uit die de door het veld gewonnen energie weggeven. De fotonen worden gecreëerd door de energie van het elektron. Terwijl de elektronen de energie ontvangen, vertonen ze elektronische overgangen die de extra energie uitzenden.
Het licht in het universum wordt gezien door de fotonen die reizen in de elektromagnetische golven die het pakket energie dragen. Dit komt door de splijtings- en fusiereactie die de elektronen zien.
Is foton kleiner dan een elektron?
De rustmassa van een foton is nul maar beweegt met een snelheid gelijk aan de lichtsnelheid terwijl de rustmassa van een elektron 9.1*10 is-31k
Een fotonwezen is een massaloos deeltje dat met hoge snelheid beweegt en integendeel, de snelheid van het elektron is laag in vergelijking met het foton dat zich met enorme energie voortplant.
De de Broglie-golflengte van het foton is
De D'Broglie-golflengte van het elektron als de snelheid ongeveer 0.9c is dan
De golflengte van het elektron verschilt op basis van de atomaire configuratie en de energie die door het elektron wordt gewonnen. Hoe groter de grootte van het atoom, hoe kleiner de golflengte.
Het blijkt dat de golflengte van het elektron kleiner is dan het foton. Dit komt doordat het elektron groter is dan een foton.
Wordt foton uitgezonden door een elektron?
De elektronen reageren ook met de quarkdeeltjes om protonen en neutronen te produceren
Een foton wordt door het elektron weggegeven als het van het hogere energieniveau naar de lagere energietoestand springt, en zijn energie afgeeft aan het uitgezonden foton.
De golflengte van het uitgezonden foton wordt berekend met de formule
waar R de constante van Rydberg is, Z is atoomnummer. en N1 en N2 zijn de orbitale getallen waarin de overgang plaatsvindt.
Kan een vrij elektron een foton uitzenden?
Een vrij elektron kan een foton uitzenden als het elektron de energie in een of andere vorm absorbeert.
Dit elektron kan binden met een ander deeltje omdat het in vrije willekeurige beweging is en het foton kan uitzenden. Door te reageren met een ander geactiveerd deeltje, ontvangt het de extra energie die wordt uitgezonden in de vorm van een foton.
Als het foton volledig bindt met het vrije elektron dan kan de snelheid van het elektron gelijk worden aan de lichtsnelheid.
Foton- en elektroneninteractie
Een foton heeft 'p' en 'E' en als het reageert met een elektron krijgen we een Compton-verstrooiingseffect. Als het binnenkomende foton met golflengte λ op het elektron invalt, wordt het deel van zijn energie aan het elektron gegeven en met lage energie teruggestrooid, waardoor de golflengte toeneemt.
Dit is een vorm van inelastische verstrooiing omdat de golflengte van het invallende licht verschilt van het verstrooide licht en ook de energie afneemt. Deze verandering in golflengte wordt gegeven door de vergelijking
waarbij θ een hoek is die wordt gemaakt door het verstrooide deeltje.
Ten tweede is de foton-elektroninteractie ook te zien in het foto-elektrisch effect. Dit effect vindt plaats wanneer de sterk geactiveerde fotonen invallend worden gemaakt op de cluster van atomen.
Als het elektron verwerft energie groter dan zijn binding energie dan zal het het uit de binnenste schil van het atoom ontwrichten. Dit wordt nu een foto-elektron genoemd.
De kinetische energie die wordt gewonnen door het uitgezonden foto-elektron is gelijk aan de energie van het foton minus de bindingsenergie van het uitgezonden elektron. De emissie van elektronen uit de binnenste schil van een atoom creëert een lege ruimte in de schil die wordt opgevuld door het elektron in de nabijgelegen schil.
De overgang van een elektron van een baan met een hogere naar een lagere energiebaan houdt in dat de energie van het elektron moet worden verlaagd en deze energie wordt uitgezonden en geeft het foton weg dat de röntgenstralen produceert.
Foton en elektronen verschil
Foton is een massaloze energiekwanta, de rustmassa is nul, terwijl een elektron een massa heeft van
. De fotonen reizen met de snelheid van het licht, terwijl het voor elektronen onmogelijk is om met de snelheid van het licht te bewegen.
Foton heeft geen lading, terwijl elektronen waarvan we weten dat ze negatief geladen zijn. Foton vertoont meer golfkarakters, terwijl elektron meer van de deeltjeseigenschappen vertoont.
Foton is een pakket van energie en krijgt massa die gelijk is aan E/c2 omdat het reist met de snelheid van het licht en energie en momentum heeft. De energie van het foton wordt omgezet in massa terwijl het zich voortplant met de lichtsnelheid, vandaar dat het ook deeltjesgedrag vertoont.
Foton en elektronengolflengte
De snelheid van het deeltje is recht evenredig met zijn golflengte door de vergelijking, v=fλ dienovereenkomstig moet de golflengte van het foton groter zijn dan het elektron.
Als het foton en het elektron beide de energie van 1ev hebben, wat zal dan het verschil zijn in de golflengte van beide, laten we hetzelfde berekenen en begrijpen.
Het foton reist met de lichtsnelheid en daarom kan de energie van het foton worden gemeten met behulp van de vergelijking,
E=pc omdat de energie van een foton alleen te wijten is aan de impulsterm.
Verder kunnen we schrijven,
Waar h de constante van Planck is, c de snelheid, en λp is de golflengte van het foton.
Op basis hiervan kunnen we dus de golflengte van het foton meten als
Laten we nu de golflengte vinden van een elektron met energie 1eV.
De energie van het elektron is
Omdat de golflengte van het elektron kan worden gevonden met formule
Daarom wordt geconcludeerd dat de golflengte van het foton groter is dan die van een elektron.
Foton en elektronenmassa
Het foton heeft echter het momentum, het is een massaloze energiekwanta. Volgens de relativistische theorie is de energie die het foton bezit E = pc vanwege het momentum en wanneer het in beweging is, is de massa van het foton gelijk aan E/c2
De massa van het elektron verandert wanneer het in beweging is met behulp van kinetische energie. De relativistische massa van het elektron in beweging is
WAAR
De massa van het elektron werd berekend met behulp van de Rydberg-constante
waarbij α een fijne structuurconstante is, gemeten aan de hand van de spectroscopie
Dus we krijgen de rustmassa van het elektron met behulp van deze vergelijking
blijkt 9.1*10 . te zijn-31kg
Foton- en elektronenenergie
De energie van elk deeltje is direct gerelateerd aan de frequentie van voorkomen en wordt gegeven door
E=hγ
Waarbij h een constante van Planck is en γ een frequentie.
γ=v/λ
Aangezien de snelheid van het foton gelijk is aan c, dan
E=h/cλ
Afhankelijk van de golflengte van het licht, kunnen we de energie bepalen die hoort bij het foton dat het licht uitstraalt.
De energie van het elektron varieert afhankelijk van de energie die door het elektron wordt gegrepen om de overgang naar een hoger energieniveau te maken of de totale energie wordt weggegeven om een lagere energietoestand in te nemen dan de bestaande.
Het momentum van het deeltje blijft behouden en de energie van het elektron kan worden berekend met de formule E=p2/2m. Terwijl het elektron van het ene niveau naar het andere springt, kan de verloren of gewonnen energie worden berekend door de variatie in de frequentie van het elektron te kennen ΔE=hγΔ
Wat is de verhouding van de golflengte van elektron en foton?
De golflengte van het elektron is λe=h/√2m/E terwijl de verhouding van het foton h/√2m/E is
De verhouding van de golflengte van elektron en foton is gelijk aan de vierkantswortel van de totale energie met tweemaal de massa van het elektron maal de inverse van de snelheid van het foton.
Wat is de golflengte van het elektron met de energie van 0.511 MeV?
Gegeven: E = 0.511 MeV
m=9.1*10-31kg
Wij hebben,
De golflengte van het elektron is 1.72pm.
Gevolgtrekking-
De fotonen zijn de energiepakketten die in de elektromagnetische golf bewegen, terwijl het elektron een dualiteit van aard vertoont en een massa heeft. De overgang van het elektron van hogere naar lagere energieniveaus geeft het foton vrij dat de extra energie draagt die door het elektron wordt uitgezonden.
