光动论 V2.0 · 交互式计算器

Photokinetics Interactive Calculator · 光与物质相互作用的量化分析平台

光电效应计算器

基于爱因斯坦光电方程,计算光子能量、最大动能与遏止电压。当光子能量大于逸出功时,电子逸出并具有动能。

E = hc/λ ; E_k = E - Φ ; V_s = E_k / e
材料预设:
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黑体辐射计算器

基于维恩位移定律与斯特藩-玻尔兹曼定律,计算黑体辐射的峰值波长与总辐射功率,并绘制普朗克光谱辐射度曲线。

λ_max = b/T (b=2.898e-3 m·K) ; j = σT⁴ ; B(λ,T) = 2hc²/λ⁵ / (exp(hc/λkT)-1)
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康普顿散射计算器

计算X射线被自由电子散射后的波长位移、散射光子能量与电子反冲动能,验证光的粒子性。

Δλ = (h/m_e·c)(1-cosθ) ; E' = hc/(λ+Δλ) ; E_e = E - E'
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多普勒效应计算器

基于相对论多普勒公式,计算光源相对运动时的观测频率、频移及红移参数。

接近:f' = f·√((1+β)/(1-β)) ; 远离:f' = f·√((1-β)/(1+β)) ; β=v/c, z=Δf/f
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引力红移计算器

基于广义相对论,计算光从引力场中逃逸时的频率相对偏移(引力时间膨胀效应)。

Δν/ν₀ = GM(1/r₁ - 1/r₂)/c²
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光热模型计算器(核心应用)

光动论核心:四步计算链 α → I(z) → q → ΔT,描述光在介质中吸收衰减并转化为热能的全过程。

α = 4πκ/λ ; I(z) = I₀·e^(-αz) ; q = α·I(z) ; ΔT = q·t/(ρ·Cp)
材料预设:
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非线性光学计算器

根据材料带隙与光子能量,判断吸收类型(单光子/双光子/三光子吸收)。

n·hν ≥ Eg → 最小 n 使条件成立即为所需光子数
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光镊力计算器

基于瑞利散射模型,计算光镊对微小粒子的梯度力(俘获力)与散射力(推力)。

F_grad = (n_m·a³/2)·Re(m²-1/m²+2)·∇I ; F_scat = (n_m·σ·I)/c
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