Question

Как изменяются энергия,масса и импульс фотонов при уменьшении длины волны?

Answer 1

Чтобы объяснить распределение энергии в спектре теплового излучения Планк допустил, что электромагнитные волны испускаются порциями (квантами). Эйнштейн в 1905 г. пришел к выводу, что излучение не только испускается, но и распространяется и поглощается в виде квантов. Этот вывод позволил объяснить все экспериментальные факты (фотоэффект, эффект Комптона, и др.), которые не могла объяснить классическая электродинамика, исходившая из волновых представлений о свойствах излучения.
Таким образом, распространение света следует рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных частиц, движущихся со скоростью с распространения света в вакууме. Впоследствии (в 1926г.) эти частицы получили название фотонов. Фотоны обладают всеми свойствами частицы (корпускулы).
1. Энергия фотона
e = hv = , (1)
где h = 6.6 × 10-34 Дж × с – постоянная Планка, = h / 2p = 1.055 × 10-34 Дж × с также постоянная Планка, w = 2pv - круговая частота.

Answer 2

При уменьшении длины волны фотона, энергия фотона увеличивается. Это связано с тем, что энергия фотона пропорциональна его частоте, а частота связана с длиной волны обратно пропорционально. Таким образом, уменьшение длины волны приводит к увеличению энергии фотона. Масса фотона не изменяется при уменьшении длины волны. Согласно специальной теории относительности, фотоны являются частицами безмассовыми. Поэтому, независимо от длины волны, масса фотона всегда равна нулю. Импульс фотона также изменяется при уменьшении длины волны. Импульс фотона равен произведению его энергии на обратную величину скорости света. Так как энергия фотона увеличивается при уменьшении длины волны, то и его импульс также увеличивается.