Como pode a energia de um fóton ser dada por
, quando a simples presença da freqüência
indica que a luz é uma onda?
Passo 1
Vamos entender o que está sendo perguntado. A questão quer saber como a energia de um fóton pode ser expressa pela fórmula $ E = h f $, considerando que a frequência $ f $ está relacionada à natureza ondulatória da luz. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de dualidade onda-partícula da luz e como a energia quântica está associada aos fótons.
Passo 2
Primeiro, é importante saber que a luz apresenta uma dualidade, ou seja, ela pode se comportar tanto como onda quanto como partícula. Quando falamos da luz como onda, descrevemos suas características por parâmetros como frequência $ f $ e comprimento de onda $ \lambda $. Já quando a luz é considerada como partícula, cada partícula indivisível de luz é chamada de fóton.
Passo 3
A fórmula $ E = h f $ relaciona a energia $ E $ de um fóton com a sua frequência $ f $. Aqui, $ h $ é a constante de Planck, que é um valor fixo ($ h \approx 6,626 \times 10^{-34} $ J·s). Essa relação mostra que a energia de um fóton aumenta à medida que a frequência da luz aumenta.
Passo 4
A presença da frequência $ f $ na fórmula indica a natureza ondulatória da luz, pois na física das ondas, a frequência está relacionada à energia transportada pela onda. Assim, mesmo considerando a luz como partícula (fóton), a frequência continua sendo um parâmetro fundamental para determinar sua energia.
Passo 5
Portanto, a fórmula $ E = h f $ não contradiz a ideia da luz como onda. Pelo contrário, ela integra a natureza ondulatória ao comportamento particulado da luz, mostrando que a energia dos fótons depende diretamente da frequência das ondas eletromagnéticas que compõem a luz.
Resposta
A energia de um fóton é dada por $ E = h f $ porque, mesmo considerando a luz como partículas, a frequência $ f $ da onda eletromagnética associada determina a energia de cada fóton, unindo assim os aspectos de onda e partícula da luz.