Question

Какой массой обладает фотон с длиной волны 8 ⋅ 10-5 см? Сколько нужно таких фотонов, чтобы их масса была равна массе покоя электрона?

Answer 1

Ответ:Решение к задаче по физике представлено в виде картинки и приложено к ответу

Объяснение:

Answer 2

Фотоны являются элементарными частицами, не имеющими массы покоя. Их масса равна нулю. Однако, у фотонов есть энергия, связанная с их частотой или длиной волны через соотношение Эйнштейна:

$E = h \cdot f$

где $E$ - энергия фотона, $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж∙с), $f$ - частота фотона.

Для связи длины волны фотона с его частотой используется следующее соотношение:

$f = \frac{c}{\lambda}$

где $c$ - скорость света ($3.0 \times 10^8$ м/с), $\lambda$ - длина волны.

Сочетая эти два уравнения, мы можем выразить энергию фотона через его длину волны:

$E = \frac{h \cdot c}{\lambda}$

Теперь, чтобы найти массу фотона в электронах-вольтах (eV/c²), можно воспользоваться известным соотношением между энергией и массой через формулу Эйнштейна:

$E = m \cdot c^2$

где $m$ - масса, $c$ - скорость света.

Исключая $E$ из этого уравнения и подставляя выражение для энергии фотона, получаем:

$m = \frac{h}{\lambda \cdot c}$

Теперь подставим данную формулу в данные и рассчитаем массу фотона для заданной длины волны:

$\lambda = 8 \times 10^{-5} \, \text{см}$

$m_{\text{фотона}} = \frac{h}{\lambda \cdot c}$

Вычислив $m_{\text{фотона}}$, мы можем перейти к следующей части вопроса, связанной с массой покоя электрона.

Масса покоя электрона составляет примерно $9.10938356 \times 10^{-31}$ кг. Мы можем использовать это значение для определения, сколько фотонов с заданной длиной волны понадобится для достижения массы электрона.

Количество фотонов будет равно:

$n_{\text{фотонов}} = \frac{m_{\text{электрона}}}{m_{\text{фотона}}}$

Где $m_{\text{электрона}}$ - масса электрона, $m_{\text{фотона}}$ - масса одного фотона.

Рассчитав $n_{\text{фотонов}}$, вы получите число фотонов, необходимых для достижения массы покоя электрона.