Question

Чому дорівнює енергія, маса та імпульс фотона з довжиною хвилі 500 нм?

Answer 1

Пусть длина волны - L. Запишем формулу для нахождения энергии фотона:

E=hv, где h- постоянная планка, а v - частота. Частоту можно найти как c/L, где с- скорость света . Подставив в предыдущую формулу, получим:

E=hc/L(постоянная Планка и скорость света табличные величины).Получается приблизительно 4*10^(-33)Дж.Далее, чтобы найти массу, нужно использовать основное уравнение Эйнштейна для специальной теории относительности: E=mc^(2). Отсюда

m=E/c^(2); m=4,4*10^(-50) кг

Импульс же находим по формуле E/c. p=1.324*10(-41) кг/м/c

Answer 2

Енергія, маса та імпульс фотона пов'язані з довжиною хвилі світла через такі рівняння:

1. Енергія фотона (E) визначається формулою енергетичного квантуму Максвелла-Планка: E = h * f, де h - постійна Планка (приблизно 6.626 x 10^(-34) Дж * с), f - частота світла (в герцах, Гц).

2. Частота світла (f) пов'язана з довжиною хвилі (λ) таким співвідношенням: f = c / λ, де c - швидкість світла в вакуумі (приблизно 299,792,458 м/с).

Тепер, щоб дізнатись значення енергії, маси та імпульсу фотона з довжиною хвилі 500 нм, спочатку обчислимо частоту світла за другим рівнянням:

f = c / λ f = 299,792,458 м/с / 500 x 10^(-9) м f ≈ 599,585,916,000,000 Гц

Тепер, можемо знайти енергію фотона:

E = h * f E = 6.626 x 10^(-34) Дж * с * 599,585,916,000,000 Гц E ≈ 3.981 x 10^(-19) Дж

Зауважте, що маса фотона дорівнює нулю, оскільки фотон є елементарною частинкою без власної маси в стані спокою, відповідно до теорії відносності Ейнштейна.

Тепер розглянемо імпульс фотона. Імпульс світла також пов'язаний з його енергією через співвідношення:

p = E / c, де p - імпульс фотона.

p = 3.981 x 10^(-19) Дж / 299,792,458 м/с p ≈ 1.33 x 10^(-27) кг * м/с

Отже, для фотона з довжиною хвилі 500 нм:

• Енергія дорівнює приблизно 3.981 x 10^(-19) Дж,
• Маса дорівнює нулю (маса фотона відсутня),
• Імпульс становить приблизно 1.33 x 10^(-27) кг * м/с.