Cómo convencerme de que la energía de un fotón debe ser directamente proporcional a su frecuencia

Definitivamente es difícil dar una razón plausible (al menos para mí)

Pero si intentas tomar una analogía clásica. Digamos que tengo algún objeto, que puede oscilar a lo largo de su posición media, tal vez una mecedora, o lo que sea.

Ahora, considere que su amplitud es constante. Lo jalo un poco, ligeramente (pongo un poco de energía), oscilaría lentamente.

Si lo jalo un poco más fuerte, gasto más energía en esto, el objeto oscilaría más rápido. Bueno, podría decir que el objeto debería oscilar con la misma velocidad, y se suponía que solo aumentaría la amplitud, pero he mencionado al principio que hipotéticamente hemos restringido cualquier cambio en la amplitud, por lo que solo aumentará la frecuencia .

Ahora es fácil entender la dependencia de la energía en la frecuencia, pero de manera clásica.

Bueno, no es muy diferente con el fotón.

Al igual que cuando empujé la mecedora, hay alguien que hace exactamente el mismo trabajo, el trabajo es ‘gastar su energía’, y solo una partícula cargada hace eso.

Aquí está la similitud, gasté mi energía, físicamente, empujándola.
Pero incluso la partícula cargada hace lo mismo, pero no hay contacto físico aquí.

Por su naturaleza, cuando una partícula cargada pierde su energía, tiene que disiparse en otro lugar, por algún medio, y ese es el fotón. Cuando una partícula cargada pierde energía, de acuerdo con la conservación de la energía, la energía no se puede perder así, por lo que aparece un paquete de energía, y tiene una marca de nacimiento, el campo eléctrico y magnético oscilante, que muestra que el fotón es la hija. de un padre que era una partícula cargada.

Entonces, si miras hacia atrás, puedes ver cómo se creó el fotón, solo porque una partícula cargada gastó parte de su energía, y para completar la cadena, puedes tomar mi idea clásica de cómo la frecuencia depende de la energía gastada, aunque es un ejemplo clásico

Desafortunadamente, no puedo proporcionarle la explicación de cómo se mantuvo constante la amplitud, o ni siquiera sé qué significaría la amplitud de un fotón, esta explicación podría mantenerlo satisfecho.

Simple, de la ecuación de Plank:

E = h (nu)
donde (nu) es la frecuencia de la onda.

Además, si   necesita un ejemplo, considere un altavoz, un subwoofer, más preferiblemente porque puede ver el diaframa subir y bajar. Cuando el volumen es bajo, la frecuencia y la amplitud son menores, pero verá que a medida que aumenta el volumen, verá vibraciones más grandes.

Editar:

El ejemplo que di, muere no pertenece a la intensidad. La intensidad es un carácter asociado con las ondas sonoras. Es solo el movimiento del diafragma del que estoy hablando. Si aún no está convencido, le daré otra instancia.

Lo que tenemos que mostrar es que la energía es directamente proporcional a la frecuencia. Podemos probarlo desde cualquiera de los dos lados. Aquí demostraremos que la energía que damos es proporcional a la frecuencia. Eso será suficiente para demostrar que la frecuencia depende de la energía.

Considere un diapasón. Cuanto más golpeamos, más alto es el tono de sonido que escuchamos (ahora, el tono es otra característica de una onda de sonido . Y el tono es directamente proporcional a la frecuencia). El tono más alto debe ser debido a las frecuencias más altas producidas. Así, la energía es directamente proporcional a la frecuencia.

Acabas de escribir que solo 1 fotón da energía al electrón.
Tome 2 estuches de luz infrarroja y luz blanca.
Luz infrarroja:
Un fotón golpea el electrón 3 veces en 1 segundo
Luz blanca:
Un fotón golpea el electrón 1 vez en 1 segundo.

El número de veces que el fotón golpea el electrón en 1 segundo se llama frecuencia.
Se transfiere una cantidad definida de energía en cada colisión.

Ahora decide por ti mismo en qué caso la energía será mayor.

Se necesita más energía para oscilar con mayor frecuencia. Pero se necesita la misma energía para avanzar a la misma velocidad.

Es por eso que los fotones con mayor frecuencia tienen mayor cantidad de energía.

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