Question

Энергия фотона некоторого излучения 6 ⋅ 10−19 Дж. а) Чему равна масса фотона такого излучения? б) С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы он обладал таким же импульсом, как и данный фотон? в) Во сколько раз энергия фотона больше кинетической энергии электрона, движущегося с такой скоростью?

Answer 1

Находим массу фотона по формуле:E=mc^2 m=E/c^2

Подставляем:

m=6*10^(-19)/9*10^16=0.7*10^(-35)

Находим скорость: p=mc=0.7*10^(-35)*3*10^8=2.1*10^(-27)

p=mv

v=p/m=2.1*10^(-27)/9*10^(-31)=0.23*10^4=2300 м/с

Скорость равна 2300м/с

Answer 2

а) Для определения массы фотона воспользуемся соотношением между энергией и массой частицы, полученным в рамках специальной теории относительности: E = mc^2, где E - энергия, m - масса, c - скорость света.

Из задачи известна энергия фотона, равная 6 * 10^(-19) Дж. Подставим это значение в формулу: 6 * 10^(-19) = m * c^2.

b) Для определения скорости электрона, при которой его импульс будет равен импульсу фотона, воспользуемся формулой для импульса: p = mv, где p - импульс, m - масса, v - скорость.

Импульс фотона равен энергии фотона, поделенной на скорость света: p = E/c.

Подставим значение энергии фотона, равное 6 * 10^(-19) Дж, и скорость света, равную 3 * 10^8 м/с, в формулу импульса: 6 * 10^(-19) = m * (3 * 10^8).

в) Для определения во сколько раз энергия фотона больше кинетической энергии электрона, движущегося с такой скоростью, воспользуемся формулой для кинетической энергии: KE = (1/2)mv^2, где KE - кинетическая энергия, m - масса, v - скорость.

Подставим значение массы фотона, найденное в пункте а), скорость света, равную 3 * 10^8 м/с, и найденную скорость электрона в формулу кинетической энергии: KE = (1/2) * m * (3 * 10^8)^2.

Таким образом, чтобы решить задачу, необходимо найти значение массы фотона, скорость электрона и во сколько раз энергия фотона больше кинетической энергии электрона.