1. Визначити енергію, масу й імпульс фотона випромінювання з частотою
8,2 • 10^15 Гц.
2. Яку довжину хвилі та імпульс повинен мати фотон, щоб його маса дорівнювала
масі електрона? (маса електрона 9·10^-31 кг)
Ответы
Відповідь:
1. Енергія фотона випромінювання залежить від його частоти за формулою E = hν, де h - стала Планка, ν - частота. Тому, щоб знайти енергію фотона, потрібно помножити частоту на сталу Планка:
E = hν = 6,626 · 10^-34 Дж·с · 8,2 · 10^15 Гц = 5,44 · 10^-18 Дж
Маса фотона випромінювання може бути знайдена за формулою Е = mc^2, де c - швидкість світла. Тому маса фотона дорівнює:
m = E/c^2 = 5,44 · 10^-18 Дж / (3 · 10^8 м/с)^2 = 6,05 · 10^-35 кг
Імпульс фотона можна знайти за формулою p = E/c, де c - швидкість світла:
p = E/c = 5,44 · 10^-18 Дж / 3 · 10^8 м/с = 1,81 · 10^-26 кг·м/с
2. Маса фотона може бути знайдена за формулою m = E/c^2, де E - енергія фотона, c - швидкість світла. Щоб маса фотона дорівнювала масі електрона, потрібно розв'язати рівняння:
m = E/c^2 = 9 · 10^-31 кг
E = mc^2 = 9 · 10^-31 кг · (3 · 10^8 м/с)^2 = 8,1 · 10^-14 Дж
Щоб знайти довжину хвилі фотона, потрібно використати формулу Е = hν, де ν - частота, а h - стала Планка:
ν = E/h = 8,1 · 10^-14 Дж / 6,626 · 10^-34 Дж·с = 1,22 · 10^20 Гц
Довжина хвилі фотона може бути знайдена за формулою λ = c/ν, де c - швидкість світла:
λ = c/ν = 3 · 10^8 м/с / 1,22 · 10^20 Гц = 2,46 · 10^-12 м