Как изменится поток фотонов при увеличении частоты электромагнитного излучения в три раза и при сохранении постоянной

Когда частота электромагнитного излучения увеличивается в три раза, каждый фотон будет нести в себе большую энергию. Однако, при сохранении постоянной освещенности поверхности, количество фотонов, падающих на поверхность, должно оставаться неизменным. Давайте рассмотрим данную ситуацию более подробно:

Известно, что интенсивность излучения (или освещенность) определяется количеством энергии, переносимой фотонами, падающими на единицу площади поверхности в единицу времени. Формула для интенсивности излучения:

\[I = \frac{N}{A \cdot t}\]

где \(I\) - интенсивность излучения, \(N\) - количество фотонов, \(A\) - площадь поверхности, \(t\) - время.

Для поддержания постоянной освещенности поверхности при увеличении частоты электромагнитного излучения в три раза, количество фотонов, \(N\), должно оставаться неизменным. Однако, энергия каждого фотона изменится пропорционально изменению частоты, так как энергия фотона связана с его частотой по формуле Планка:

\[E = h \cdot f\]

где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6.62607015 \times 10^{-34}\) Дж·с), \(f\) - частота.

Так как мы увеличиваем частоту в три раза, то энергия каждого фотона также увеличится в три раза:

\[E" = 3E\]

Однако, поскольку мы хотим сохранить постоянную освещенность поверхности, количество фотонов должно оставаться неизменным. Поэтому, чтобы уравновесить увеличение энергии фотонов, каждый фотон должен нести на себе только третью часть своей исходной энергии:

\[E" = \frac{1}{3}E\]

Следовательно, при увеличении частоты электромагнитного излучения в три раза и при сохранении постоянной освещенности поверхности, каждый фотон будет нести третью часть своей исходной энергии, но количество фотонов, падающих на поверхность, останется неизменным.