ما هي الطاقة الحركية للضوء: حقائق مفصلة


تشير الطاقة الحركية إلى الطاقة التي تسبب أي شيء يتحرك. في هذه المقالة ، سنستعرض كل شيء بعمق فيما يتعلق بما هو ملف الطاقة الحركية من الضوء. هنا سوف نستكشف ونكتشف الإجابات على قائمة الأسئلة التالية:

اعتمادات الصورة: صورة فلوريان كورز تبدأ من Pixabay 

الطاقة هي خاصية لعناصر يمكن نقلها إلى أشياء أخرى أو تغييرها إلى أشكال مختلفة ، ولكن لا يمكن توليدها أو إتلافها. إنها نوعية الكيانات التي قد تنتقل إلى أشياء أخرى أو تتحول إلى أنواع أخرى. الطاقة الحركية هي الطاقة المرتبطة بتحريك الأشياء أو الحركة.

اقرأ المزيد عن أساسيات وأنواع الطاقة

فيما يلي تعريف للطاقة الحركية:

"الطاقة الحركية لجسم ما هي مقياس الشغل الذي يمكن أن يقوم به الجسم بحركته."

ما هي الطاقة الحركية للضوء
الطاقة الحركية للضوء

وحدات قياس الطاقة الحركية:

وحدة SI للطاقة الحركية هي جول أي تساوي 1 كجم م2.s-2

وحدة CGS للطاقة الحركية هي erg.

اقرأ المزيد عن استخدامات الطاقة الحركية

أنواع الطاقة الحركية:

هناك خمسة أنواع الطاقة الحركية كما هو موضح أدناه

  • طاقة مشعة
  • طاقة حرارية
  • الطاقة السليمة
  • طاقة كهربائية
  • الطاقة الميكانيكية

الآن ، دعونا نرى ما هو ملف الطاقة الحركية للضوء?

ما هي الطاقة الحركية للضوء؟

الطاقة الضوئية هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي بأطوال موجية يمكن للعين البشرية إدراكها.

تُعرَّف الطاقة الحركية بأنها طاقة تسبب تحرك الأشياء. إذا كان لديه القدرة على رفع شيء ما ، فإنه يعتبر طاقة كامنة. ومع ذلك ، فهي نفس الطاقة التي تقدم نفسها بطرق مختلفة. وبالتالي ، نظرًا لأن الضوء هو أيضًا طاقة متحركة فقط ، فقد يُشار إليه باسم "الطاقة الحركية".

هل للضوء طاقة حركية?

عندما تتسبب الطاقة في تحرك الأشياء ، يشار إلى هذا باسم الطاقة الحركية.

الطاقة الضوئية هي نتيجة حركتها. نظرًا لأن الفوتونات ليس لها كتلة ، فإن طاقتها الحركية تساوي طاقتها الإجمالية. إذن ، الضوء لديه طاقة حركية.

كيفية إيجاد الطاقة الحركية للضوء?

الضوء ، وهو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، له طاقة حركية.

الطاقة النسبية E لجسيم سكون كتلة م0 ويتم إعطاء الزخم p بواسطة

E2-p2c2 = م02c4

إذا كانت بقية الكتلة م0 من الجسيم صفر (كما هو الحال بالنسبة للضوء ويسمى أيضًا بالفوتونات) ،

لدينا

E = كمبيوتر أو ع = E / ج

لكن p = νE / c2

νE / ج2= E / ج

ومن ثم ، ν = ج

إنه يوضح أن سرعة جسيم صفر كتلة سكون دائمًا تساوي c ، سرعة الضوء.

أيضا نحن تعرف ذلك من أجل الفوتون من التردد ν ،

ه = حν

حيث h = ثابت اللوح

يتكون الضوء من جسيمات ذات خصائص تشبه الموجة ، مثل الفوتونات. يتم استخدام فكرة ازدواجية الموجة والجسيم لوصف هذه الخاصية الخاصة للضوء التي تبدو شبيهة بالموجة. يتراوح الطول الموجي للضوء المرئي من 400 إلى 700 نانومتر (نانومتر).

الطاقة الحركية لمعادلة الضوء.

لحساب الطاقة الحركية ، اضرب الكتلة في مربع السرعة في الثابت 1/2. تحتوي هذه المعادلة على متغيرين: كتلة الجسم (م) وسرعته (ت).

تمثيلها الكلاسيكي على النحو التالي:

Ek= (1/2) مللي فولت2

ويتم تمثيلها النسبي من قبل ،

كيف تجد الطاقة الحركية بسرعة الضوء؟

إذا تحرك أي شيء بسرعة الضوء ، فسيكون له كمية لا حصر لها من الطاقة الحركية ، والتي تكون أكبر من الكون بأكمله. والسبب وراء ذلك هو أنه لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع أو بمعدل أسرع من الضوء.

وفقًا للميكانيكا الكلاسيكية ، يتم تحديد الطاقة الحركية للجسم من خلال كتلة الجسم وكذلك سرعة الجسم.

الكتلة مضروبة في مربع السرعة ومضروبة في الثابت 1/2 تساوي الطاقة الحركية. فيما يلي المعادلة:

Ek= (1/2) مللي فولت2

أين،

م = الكتلة و v = السرعة (أو السرعة) للجسم

تصف المعادلة التالية العلاقة بين الطاقة الحركية الكلاسيكية لجسم ما وزخمه:

Ek=p2/ 2m

حيث ، P = الزخم

لحساب الطاقة الحركية لجسم تمثل سرعته جزءًا كبيرًا من سرعة الضوء ، يجب على المرء استخدام النسبية الخاصة لمراعاة حقيقة أن الجسم يتحرك إلى سرعة الضوء. من المهم فهم كيفية استخدام النسبية الخاصة في حل المشكلات التي تنطوي على جسيمات عالية السرعة.

لحساب الزخم الخطي في النسبية الخاصة ، يجب علينا تعديل الصيغة. تستخدم الصيغة النسبية للزخم الخطي m لكتلة الراحة ، و v و v للسرعة والسرعة ، على التوالي ، و c لسرعة الضوء في الفراغ ، والتعبير النسبي للزخم الخطي هو:

ع = mγv

حيث γ = عامل لورنتز

بالنظر إلى أن الطاقة الحركية لجسم ما تتناسب مع زخمه ، فإننا نرى بشكل طبيعي أن الصيغة النسبية للطاقة الحركية ستختلف عن مكافئها الكلاسيكي. في واقع الأمر ، فإن الصيغة النسبية للطاقة الحركية هي كما يلي:

توضح المعادلة أن طاقة الجسم تقترب من اللانهاية عندما تقترب سرعة الجسم v من سرعة الضوء c. الاستنتاج هو أنه لا يمكن تسريع عنصر بعد هذه الحدود.

كيف تجد الطاقة الحركية من الزخم؟

الطاقة الحركية هي كمية الطاقة التي تمتلكها أي مادة أثناء تسارعها ، في حين أن الزخم هو مقدار الكتلة التي يمتلكها عنصر ما عندما يتحرك.

اضرب وقسم RHS على m

نحن نعلم أن p = mv. استبدال mv في المعادلة أعلاه التي نحصل عليها ،

كيف ترتبط الطاقة الحركية والزخم؟

يوجد ارتباط بين الطاقة الحركية والزخم بسبب ارتباطهما بالكتلة والسرعة

باستخدام الرياضيات ، يمكن التعبير عن العلاقة بين الطاقة الحركية والزخم كـ

نتيجة لذلك ، قد نذكر أن الطاقة الحركية للجسم هي العلاقة بين الزخم الخطي للمادة وطاقتها الحركية التي تتم دراستها.

بسبب علاقة زخم الطاقة ، يزداد الزخم مباشرة مع السرعة في جسم ثابت ، لكن الطاقة الحركية تنمو بالتناسب المباشر مع مربع السرعة.

لذلك ، هنا في هذا المقال ، درسنا ما هي الطاقة الحركية للضوء.


برجكتا غارات

أنا برجكتا غارات. لقد أكملت التخرج بعد التخرج في الفيزياء في عام 2020. أعمل حاليًا كخبير في مادة الفيزياء من أجل Lambdageeks. أحاول أن أشرح موضوع الفيزياء الذي يسهل فهمه بطريقة بسيطة.

آخر المقالات