科研計(jì)算器 | 超快激光常用換算(一)波長(zhǎng)-頻率-波數(shù)-光子能量換算

引言:

 

波長(zhǎng)、頻率、波數(shù)和光子能量是描述電磁波(包括光)的基本物理量。它們之間的不同表達(dá)方式在不同的科學(xué)和工程領(lǐng)域有著不同的用途和意義。

 

概念:

 

1.波長(zhǎng)(λ)

波長(zhǎng)是描述光波在空間中傳播一個(gè)周期內(nèi)的距離,通常以納米(nm)為單位。例如,氦氖激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為632.8納米。

波長(zhǎng)常用于光學(xué)和光譜學(xué)。在化學(xué)中,特定波長(zhǎng)的光與分子的特定能級(jí)躍遷相對(duì)應(yīng),也用于分子光譜分析。在天文學(xué)中,通過觀測(cè)恒星發(fā)出的特定波長(zhǎng)的光,可以

分析恒星的化學(xué)成分和溫度。

 

2.激光的頻率(v)

頻率是單位時(shí)間內(nèi)光波振動(dòng)的次數(shù),以赫茲(Hz)為單位。光的頻率與其波長(zhǎng)相關(guān),具體關(guān)系表達(dá)式為 =c/λ ,常用于無(wú)線電和微波通信。在物理學(xué)中,頻率與能量

的關(guān)系(E=hν)是量子力學(xué)的基礎(chǔ)之一。同時(shí),在醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中,如磁共振成像,頻率用于控制成像的分辨率和對(duì)比度。

 

3.波數(shù)(?)

波數(shù)是波長(zhǎng)的倒數(shù),即?=1/λ,以每米(m?¹)為單位。它是一個(gè)描述波在空間中密集程度的參數(shù),波數(shù)越高,波長(zhǎng)越短。波數(shù)常用于固體物理和晶體學(xué)。在X射線

衍射分析中,波數(shù)用于確定晶體結(jié)構(gòu)和原子間距。

 

4.光子能量(E)

光子能量是單個(gè)光子所攜帶的能量,以電子伏特eV為單位,是量子力學(xué)中的核心概念。

根據(jù)普朗克關(guān)系,光子能量與其頻率成正比。

電磁波不同的表達(dá)方式提供了從不同角度理解和應(yīng)用光的性質(zhì)的靈活性,使得科學(xué)家

和工程師能夠根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇最合適的參數(shù)。

右圖所示,以800nm為例計(jì)算其對(duì)應(yīng)的波數(shù)、頻率及光子能量(eV)

 

 

 

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