Мультиплексирование по длине волны | Журнал сетевых решений/LAN

Сети связи создавались исходя из прогнозов роста объемов телефонного трафика, но вряд ли десять лет назад кто-нибудь мог предвидеть столь резкое увеличение трафика данных в результате появления Internet и других приложений с высоким потреблением пропускной способности.

Технология WDM позволяет многократно увеличить пропускную способность волокна.

Как правило, информационный трафик использует ту же опорную сеть, что и телефонный трафик. В результате уровень загруженности сетей многих операторов связи приблизился к 100%. Поэтому они встали перед необходимостью увеличения пропускной способности раньше, чем того ожидали.

К сожалению, на протяженных магистральных участках традиционные способы увеличения пропускной способности все чаще оказываются неэффективными в силу финансовых или технических причин. Так, например, стоимость прокладки оптического кабеля без учета стоимости регенераторов и другого оборудования составляет несколько десятков тысяч долларов за километр, а если умножить эту цифру на сотни километров, то получится многомиллионная сумма.

Казалось бы, неограниченно масштабируемая синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) на практике сталкивается с трудностями масштабирования до STM-64 на 10 Гбит/с в связи с высоким уровнем дисперсии так называемого стандартного одномодового оптического волокна в окне 1550 нм. Переход же к следующему уровню иерархии в 40 Гбит/с вообще представляется проблематичным.

Однако реальная информационная емкость оптического волокна составляет 25 000 ГГц, т. е. существующие системы задействуют ее едва ли на 0,1%. Применение технологии спектрального уплотнения, или мультиплексирования по длине волны (Wave Division Multiplexing, WDM), позволяет более эффективно использовать потенциальную емкость и таким образом избежать необходимости прокладки новых волокон или кабелей. В этой статье мы рассмотрим основные технологии, благодаря которым реализация WDM стала принципиально возможной.

WDM В ДВУХ СЛОВАХ

Если говорить кратко, WDM — это технология передачи нескольких длин волн по одному волокну. Иногда длину волны называют также цветом (color), или лямбда (по ее стандартному обозначению в физике). Она предусматривает ввод — мультиплексирование или уплотнение — нескольких длин волн с одного конца волокна и их разделение — демультиплексирование или разуплотнение — с другого конца волокна. Казалось бы, все просто, однако, как мы увидим ниже, применяемые при этом технические решения весьма сложны.

По сути WDM является логическим эквивалентом мультиплексирования с разделением по частоте (Frequency Division Multiplexing, FDM), так как длина волны обратно пропорциональна ее частоте. Каждая длина волны составляет отдельный канал и способна нести сигнал со скоростью до 10 Гбит/с, т. е. тот же сигнал, что и волокно в целом в случае TDM/SDH. Современные системы способны поддерживать десятки длин волн, т. е. общая пропускная способность волокна возрастает на порядок, а то и два.

Сегодня название технологии употребляется, как правило, с определением «плотный» (Dense WDM, DWDM). Принципиально это та же самая технология, только она поддерживает «много» каналов. Сколько в действительности означает это «много», никто не определяет, но условно мы можем считать, что WDM относится к системам менее чем с десятью каналами, а DWDM поддерживает более десяти каналов.

ФИЛЬТРАЦИЯ ВОЛН

Первые системы WDM поддерживали всего несколько длин волн, в результате каналы были достаточно далеко разнесены друг от друга по спектру. Так, двухволновые схемы мультиплексирования, например, могли реализовываться на волнах длиной 1300 и 1550 нм. Это позволяло применять сравнительно грубые разветвители и излучатели. Вместе с тем их рассмотрение будет полезно для понимания используемых в WDM и DWDM принципов разделения волн.

Первый, наиболее очевидный способ состоит в использовании явления дифракции. Как известно, в случае, когда промежутки между штрихами дифракционной решетки составляют величину порядка длины волны, отражение происходит по законам дифракции, в результате свет отклоняется от направления своего распространения на разные углы, в зависимости от длины волны. Такая решетка может работать и в обратном направлении, т. е. собирать волны различной длины в один пучок.

Второй способ опирается на использование дихроматических веществ. Это может быть как дихроматическая насадка на волокно, так и отдельный фильтр по типу интерферометра Фабри-Перо с зеркалом с дихроматическим покрытием. Такое решение позволяет пропускать одни волны и отражать другие (под некоторым углом, чтобы они попадали в исходящее волокно). Применение интерферометров Фабри-Перо открывает принципиальную возможность создания активных фильтров, т. е. настройки фильтров на определенную длину волны.

Одна из современных разновидностей фильтров предполагает использование волоконной решетки Брегга (fiber Bragg grating). Этот фильтр состоит из отрезка оптического волокна, показатель преломления которого меняется периодическим образом, обычно в результате облучения в ультрафиолетовом диапазоне. Такой участок волокна действует как избирательный фильтр на волну определенной длины с отражением всех остальных волн.

Однако наиболее широкое распространение в многоканальных системах DWDM получили диэлектрические многорезонаторные фильтры с узкой полосой пропускания по типу Фабри-Перо. Такой фильтр обеспечивает выделение волны определенной длины с минимальными искажениями, устойчив к изменениям температуры и не вызывает поляризационных явлений. На Рисунке 1 приведена общая схема фильтра. Свет поступает по одному из волокон в коллиматоре в левой части. Фильтр пропускает волну определенной длины (в данном примере l₅), и она попадает в исходящее волокно в правой части. Остальной свет отражается во второе волокно в коллиматоре.

Риcунок 1. Общая схема фильтра с узкой полосой пропускания.

Каскадирование фильтров позволяет производить демультиплексирование нескольких длин волн. В примере на Рисунке 2 отраженный первым фильтром свет пропускается через разделительный фильтр. Этот фильтр разделяет свет на два диапазона l₆-l₈ и l₁-l₄. Волны из первого диапазона пропускаются, а из второго — отражаются. После этого каждый канал фильтруется последовательно.

Риcунок 2. Восьмиканальный демультиплексор WDM.

ОПТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ

Наряду с мультиплексорами/демультиплексорами оптические усилители являются одной из основополагающих технологий WDM. В отличие от регенераторов, они не предусматривают преобразования оптических сигналов в электрические и обратно, а усиливают непосредственно сам оптический сигнал, причем не отдельную его волну, а все сразу (впрочем, в зависимости от конкретного вида устройства это усиление может оказаться неравномерным по всему спектру).

Усиление непосредственно самого оптического сигнала стало возможно благодаря появлению усилителей на базе волокна с добавками эрбия (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA). Такой усилитель содержит вставку волокна с добавками ионов элемента эрбия. Помимо этого, он имеет лазер накачки с излучением на соответствующей частоте и, естественно, блок сопряжения лазера с легированным волокном. Лазерная накачка ведет к переходу атомов эрбия в возбужденное состояние. Прохождение фотона света вызывает возвращение атома в основное состояние с излучением волны соответствующей длины. Таким образом достигается усиление сигнала.

Применение оптических усилителей позволяет увеличить протяженность передачи без восстановления сигнала. Кроме того, их применение совместно с мультиплексированием по длине волны дает огромный экономический эффект, так как позволяет отказаться от необходимости устанавливать множество регенераторов. Так, например, передача сигнала общей пропускной способностью 40 Гбит/с с помощью традиционной системы потребовала бы 16 отдельных пар волокон с регенераторами через каждые 35 км в случае использования сигналов STS-16 на 2,4 Гбит/с. Таким образом, всего потребовалось бы 272 генератора. Между тем 16-канальной системе DWDM понадобились всего 4 усилителя через каждые 120 км и всего одно волокно.

Тем не менее надо сказать, что применение оптических усилителей не отменяет полностью необходимость использования регенераторов, так как они лишь усиливают сигнал, но не восстанавливают полностью (не регенерируют) его форму. Однако, как правило, регенераторы требуются только в тех случаях, когда протяженность трассы превышает 1000 км.

РАЗНЕСЕНИЕ КАНАЛОВ

Одним из важнейших вопросов DWDM является разнесение каналов по спектру. Этот вопрос имеет две стороны — стандартизацию используемых длин волн и стандартизацию интервалов между ними. В настоящее время ITU склоняется к принятию плана каналов с интервалами в 100 ГГц, т. е. около 0,8 нм между соседними волнами. При этом диапазон волн приблизительно с 1528 нм до 1560 нм делится 40 каналов

Между тем многие производители реализуют план с интервалами в 50 ГГц. Такое решение имеет одно серьезное ограничение — при современном уровне техники оно не позволяет передавать сигналы уровня STM-64 на двух соседних длинах волн, так как это приводит к перекрытию сигналов. Таким образом, 32-канальная система с межканальными интервалами в 50 ГГц способна передавать только 16 сигналов STM-64, т. е. она оказывается хуже масштабируемой, чем системы с интервалами в 100 ГГц. Вообще же, по утверждению компании Alcatel, 100-гигагерцовые системы имеют на 60% большую информационную емкость, чем их 50-гигагерцовые аналоги с тем же числом каналов.

Кроме того, расположение каналов в узком интервале ведет к таким нелинейным явлениям, как межволновое смешение (Four-Wave Mixing, FWM). Оно возникает, в частности, когда каналы следуют через одинаковые интервалы, и состоит в образовании интерферирующего с другими волнами оптического сигнала. Увеличение интервала между каналами позволяет снизить эффект от этого явления. В принципе, его можно уменьшить за счет неравномерного распределения каналов по спектру, но такое решение, вообще говоря, ведет к необходимости нарушения плана каналов ITU.

КАКОЕ ВОЛОКНО НЕОБХОДИМО?

Хотя решения на базе DWDM рекламируются как средство увеличения пропускной способности уже проложенного волокна, однако здесь есть одна тонкость. Дело в том, что, как и в случае Gigabit Ethernet для меди, хотя технология и допускает использование уже проложенной проводки, но лучше все же, если это будет новая проводка с лучшими характеристиками — Категория 5е для 1000BaseT или усовершенствованные виды волокна для DWDM.

Если же говорить более конкретно, то вся проблема в том, что так называемое стандартное бездисперсионное одномодовое волокно (Non-Dispersion Shifted Fiber, NDSF, или Standard Single Mode Fiber, SSMF) оптимизировано для передачи волны 1310 нм, тогда как современные системы DWDM используют интервал волн 1550 нм, где это волокно имеет значительную, часто неизвестную, дисперсию. Это налагает серьезные ограничения на дальность передачи без усиления сигнала — очевидно, что чем больше дисперсия, тем меньше дальность передачи. К сожалению, такое волокно преобладает на магистральных кабельных трассах.

Однако наиболее неподходящим для применения DWDM является сравнительно недавно появившееся волокно со смещенной нулевой дисперсией (Zero Dispersion Shifted Fiber, ZDSF). У такого волокна нулевое значение дисперсии приходится как раз на середину 1550-нанометрового интервала, из-за чего организация нескольких каналов в этом диапазоне ведет к сильным нелинейным эффектам, как упоминавшееся уже FWM. Тем не менее при соответствующих инженерных решениях даже это волокно способно эффективно передавать до 12 длин волн.

Наиболее подходящим для применения с современными системами WDM является волокно со смещенной ненулевой дисперсией (Non-Zero Dispersion Shifted Fiber). У такого волокна нулевая дисперсия приходится не на середину 1550-нанометрового интервала, а смещена к его границам, благодаря чему оно, с одной стороны, обладает малой дисперсией, а с другой — слабо подвержено нелинейным эффектам. Подобное волокно выпускают Lucent под маркой Truewave и Corning под маркой LEAF.

ПРИМЕНЕНИЕ DWDM

Наибольший экономический эффект применение DWDM в настоящее время имеет на магистральных трассах большой протяженности (порядка нескольких сот километров). В результате оператор получает возможность предоставлять клиенту в аренду «виртуальное волокно», т. е. длину волны с той же емкостью, что и у отдельного волокна в случае TDM/SDH.

Риcунок 3. Подключение АТМ и IP напрямую к оптической сети позволяет снизить накладные расходы на передачу трафика.

Большинство современных систем имеет интерфейсы STM-16 на 2,4 Гбит/с, куда могут подключаться терминалы SDH, мультиплексоры ввода/вывода, коммутаторы ATM или маршрутизаторы IP (cм. Рисунок 3). В результате, например, IP-трафик можно передавать непосредственно по DWDM без накладных расходов на его преобразование в ячейки ATM или кадры SDH.

Внутри мультиплексора DWDM оптические сигналы от клиента сначала с помощью транспондера преобразуются в электрические сигналы. Эти сигналы используются затем для управления излучением высокоточного лазера в 1550-нанометровом диапазоне. Каждый траспондер преобразует получаемый им от клиента сигнал в несколько иную длину волны. Затем волны мультиплексируются в одно волокно. На противоположном конце этот процесс обращается.

Как видно из описанной процедуры, DWDM используется на прямых соединениях «точка-точка». И сегодня это действительно преобладающая топология в решениях на базе DWDM. Однако уплотнение по длине волны открывает принципиальную возможность создания полностью оптических магистральных сетей, где бы даже такие процессы, как маршрутизация и коммутация, осуществлялись без преобразования оптических сигналов в электрические и обратно. Но это уже отдельная тема…

Дмитрий Ганьжа — ответственный редактор LAN. С ним можно связаться по адресу: [email protected].

чем отличается рентген от света

Радиоволны, свет от лампочки в потолке, невидимые лучи в кабинете рентгенолога и таинственная смертельная радиация в зонах отчуждения — все это лишь разные проявления одного и того же физического явления: электромагнитного излучения. Разобраться, где что, не так уж сложно. Достаточно лишь связать свойства излучения с длиной волны.

Елена Ли

Почти в каждом школьном кабинете физики висела разноцветная диаграмма с картинками, которая гордо называлась «Спектр электромагнитного излучения». Условная синусоида начиналась слева, с радиоволн.

Расстояние между соседними «горбами» в этой части было наибольшим. Частота колебаний является обратной длине волны величиной. Если длина волны есть расстояние между двумя «горбами» волны, то время, за которое она проходит это расстояние, определяется как расстояние, деленное на скорость. Время же есть единица, деленная на частоту. К правому концу диаграммы волна «сжималась», подобно пружине: длина волны уменьшалась, а частота увеличивалась. В левой части диаграммы располагались некие «гамма-лучи».

Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.

Почему одни волны короче или длиннее других? Причина в источнике этих волн — колеблющемся электрическом заряде. Чем быстрее колеблется заряд, тем меньше длина электромагнитного излучения. Если бы электромагнитное поле было водой в озере, а заряд — рыболовным поплавком, то круги на воде условно изобразили бы электромагнитные волны. Чем быстрее дергается поплавок, тем чаще отходят от него водные круги — колебания, и меньше расстояние между ними — длина волны.

Радиоволны порождаются колебаниями в проводниках с током, видимый свет — переходами электронов внутри атома, рентгеновские и гамма-лучи возникают, когда заряды движутся в электрическом поле атомного ядра, либо из-за процессов в самом ядре. Если говорить грубо, то, чем меньше «масштаб» взаимодействия, тем короче электромагнитная волна. 

Волны или фотоны?

Физики называют фотоны переносчиками электромагнитного взаимодействия. Частицами. Стоит только свыкнуться с этой мыслью и нарисовать в воображении чрезвычайно быстрые «шарики», как те же физики начинают утверждать, что взаимодействие между зарядами осуществляется через колебания электромагнитного поля — волны. Ученые не сошли с ума, а вот фотоны «раздвоением личности» страдают, проявляя то волновые свойства, то свойства частицы.

Какую «личность» примерит на себя фотон зависит от объектов, с которыми он взаимодействует. Длина волны радиосигнала измеряется километрами. На его пути возникают дома, фонарные столбы, люди — объекты, намного меньшие, чем длина волны. Значит, излучение будет огибать их или отклоняться от первоначального направления при «встрече», то есть проявлять волновые свойства, подобно великану, который огромным шагом переступает целый город. Видимый свет имеет длину волны такую, что может «врезаться» в атомный электрон лоб-в-лоб и вытолкнуть его из атома. В этом случае он ведет себя как частица или бильярдный шар, ударившийся о другой шар.

Чем меньше длина волны излучения, тем меньше в мире остается препятствий, которые волна может «обойти», а значит, хочешь-не хочешь, взаимодействовать придется. Рентгеновское и гамма-излучение настолько коротковолновые, что все в мире, даже крошечные электроны — серьезное препятствие для них, как забор для мухи.  Правда, до «забора» в виде атомного электрона или ядра фотоны могут долго лететь через вещество.

Преобладающая часть атома — это пустота. Огромная равнина с редкими заборами: по одному на каждый гектар. Когда длина волны излучения меньше расстояния между электронами и ядром, фотон словно «протискивается» сквозь атом. Чем меньше при этом плотность вещества, тем меньше вероятность попадания волны/фотона в атом. По этому принципу работает рентгеновская диагностика: более плотные кости задерживают рентгеновские лучи сильнее. Но часть фотонов пролетает все тело и рисует знакомые снимки.

Коротковолновое излучение опасно не только из-за того, что проникает куда угодно, в том числе, в человеческие ткани. Дело в том, что частота излучения прямо пропорциональна его энергии. Эта связь выводится в квантовой теории. Энергией определяется количество взаимодействий с атомами вещества — сколько из них фотон может «испортить» или ионизировать на своем пути, пока обессиленный не упадет после столкновения с последним «забором».

Ионизация вещества означает его уничтожение. Рушатся атомы, затем молекулы, а вслед за ними и клетки. «Радиация» в знакомом смысле этого слова буквально сжигает тело изнутри. К тому же излучение может проникнуть внутрь клеток и повредить молекулы ДНК. В этом случае потомство облученного человека будет под угрозой мутаций.

Когда энергия излучения достигает той, что нарабатывается в ускорителях, фотоны, проникая в ткани тела, множатся в геометрической прогрессии. В электрическом поле ядра они превращаются в пары частиц электрон-позитрон, которые сразу же аннигилируют — исчезают, оставляя после себя пару фотонов. Энергии новорожденных фотонов хватает, чтобы снова создать электрон-позитронные пары. Начинается лавинообразный процесс.

Резюме

Свет, радиоволны, рентген, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение — одно и то же с точки зрения физики. Чем меньше длина волны, тем большая проникающая способность у волн/фотонов.

Энергия излучения увеличивается с уменьшением длины волны, а значит, коротковолновое излучение вредит людям больше, чем длинноволновое. Способ взаимодействия излучения с веществом зависит от его энергии (длины волны и частоты). Чем больше энергия, тем разрушительнее для вещества процесс взаимодействия. 

2$, так почему частота обратно пропорциональна квадрату длины волны? Это сбивает с толку, потому что мы знаем об отношении скорость$=f\lambda$, поэтому частота и длина волны обратно пропорциональны, но это уравнение говорит, что частота обратно пропорциональна квадрату длины волны, 1. Я хотел бы знать, откуда взялось это уравнение, и 2. означает ли оно, что частота фотонов иногда обратно пропорциональна квадрату длины волны или просто длине волны (это уравнение неверно с опечаткой — должно быть $\frac{1}{\lambda }$? Спасибо за помощь. PS Студент поднял руку и спросил об этом уравнении, сказав профессору, что оно неверно и должно быть равно $\frac{1}{\lambda}$, и профессор сказал: «НЕТ! Это верно, и вы может получить это «- но мы все пытались и не смогли. Я также проверил этот сайт, и я тоже искал его в Интернете, но ничего не смог найти об этом. Большое спасибо за любую помощь.

• квантовая механика
• частота
• длина волны
• дисперсия

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Соотношение $c=f\lambda$ действительно верно для света. Уравнение, которое у вас есть (вывод приведен ниже), верно для волн материи , которые являются нерелятивистскими или движутся с низкой скоростью. Подробнее см. Гипотезу де Бройля. где объясняется, как материя имеет волнообразные характеристики, как электрон, имеющий массу. 92}\справа)}$$ Я вижу в вашем уравнении приведенную постоянную Планка $\hbar$ но вот она просто постоянная Планка. Это, должно быть, опечатка с вашей стороны или со стороны вашего профессора.

Помните важный урок, на который ваш профессор обращает ваше внимание:

Для света, частоты и длины волны обратно пропорциональны, в то время как для волн материи частота обратно пропорциональна квадрату длины волны .

$\endgroup$ 92{2м}$. Вместо этого для фотонов соответствующее соотношение между $\omega$ и $\lambda$ выглядит следующим образом: $$\omega=\frac{2\pi c}{\lambda}$$

$\endgroup$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Электронная структура

Нижеследующее является содержанием Лекции по общей химии 24. В этой лекции мы вводим понятия электромагнитного излучения, длины волны, частоты и фотоэлектрического эффекта.

Электромагнитное излучение

Электромагнитные волны возникают в результате движения электрически заряженных частиц. Эти волны также называют «электромагнитным излучением», потому что они исходят от электрически заряженных частиц. Они путешествуют через пустое пространство, а также через воздух и другие вещества.

Ученые обнаружили, что электромагнитное излучение имеет двойную «личность». Он действует не только как волны, но и как поток частиц (называемых «фотонами»), не имеющих массы. Фотоны с самой высокой энергией соответствуют самым коротким длинам волн.
Существует около общих свойств, общих для всех форм электромагнитного излучения:

1. Оно может путешествовать в пустом пространстве. Другим типам волн нужна какая-то среда для движения: водным волнам нужна жидкая вода, а звуковым волнам нужен газ, жидкость или твердый материал, чтобы их можно было услышать.
2. Скорость света в космосе постоянна. Все формы света имеют одну и ту же скорость 299 800 километров в секунду в космосе (часто обозначаемую c ). Формы света от самой высокой энергии до самой низкой энергии — это гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, радио. (Микроволны — это высокоэнергетические радиоволны.)
3. Длина волны света определяется так же, как длина волн на воде — расстояние между гребнями или между впадинами. Видимый свет (то, что улавливает ваш глаз) имеет длину волны 4000-8000 Ангстрем. 1 Ангстрем = 10 ^-10 метр. Видимый свет иногда также измеряется в нанометрах (нм): 1 нанометр = 10 ^-9 метр = 10 ангстрем, поэтому в нанометрах видимая полоса составляет от 400 до 800 нанометров. Длина радиоволн часто измеряется в сантиметрах: 1 сантиметр = 10 ^-2 метра = 0,01 метра. Аббревиатура, используемая для обозначения длины волны, представляет собой греческую букву лямбда: λ.

 

Помимо длины волны для описания формы света, вы также можете использовать частота —количество гребней волны, проходящих мимо точки каждую секунду. Частота измеряется в единицах герц (Гц): 1 герц = 1 гребню волны в секунду. Для света существует простое соотношение между скоростью света ( c ), длиной волны (λ) и частотой ( v ):

v = c/λ.

Поскольку длина волны λ находится в нижней части дроби, частота обратно пропорциональна длине волны. Это означает, что свет с меньшей длиной волны имеет выше (больше) частота. Свет с большей длиной волны имеет более низкую (меньшую) частоту.

Видимый спектр
Видимые световые волны — это единственные электромагнитные волны, которые мы можем видеть. Мы видим эти волны как цвета радуги. Каждый цвет имеет свою длину волны. Красный цвет имеет самую большую длину волны, а фиолетовый — самую короткую. Когда все волны видны вместе, они излучают белый свет.
Когда белый свет проходит через призму, белый свет распадается на цвета видимого светового спектра. Водяной пар в атмосфере также может разделять длины волн, создавая радугу.

цвет	(Å)	v (*1014 Гц)	Энергия (*10-19Дж)
фиолетовый	4000 4600	7,5 6,5	5,0 4,3
индиго	4600 4750	6,5 6,3	4,3 4,2
синий	4750 4900	6,3 6,1	4,2 4,1
зеленый	4900 5650	6,1 5,3	4,1 3,5
желтый	5650 5750	5,3 5,2	3,5 3,45
оранжевый	5750 6000	5,2 5,0	3,45 3,3
красный	6000 8000	5,0 3,7	3,3 2,5

 

Уравнение Планка
Согласно предположению Планка, лучистая энергия испускается небольшими вспышками, известными как «кванты». Каждый из всплесков, называемый «квантом», имеет энергию E, которая зависит от частоты f электромагнитного излучения по уравнению:

Е = ч v

где ч — фундаментальная постоянная природы, «постоянная Планка». 6.626e-34 JS
Позже было обнаружено, что это уравнение верно для всей излучаемой или поглощаемой электромагнитной энергии.

Фотография Макса Планка.
Предоставлено AIP Emilio Segre Visual Archives, W.F. Коллекция Меггерс.

 

 

 

 

Из уравнения Планка следует, что чем выше частота излучения, тем более энергичны его кванты.

Фотоэлектрический эффект

Основываясь на работе Планка, Эйнштейн предположил, что свет также доставляет свою энергию порциями; тогда свет будет состоять из маленьких частиц или квантов, называемых фотонами, каждый из которых обладает энергией, равной постоянной Планка, умноженной на его частоту.