Question

С1. Требуется объяснение всех использованных законов.На площадку падает красный свет от лазера. Лазер заменяют на другой, который генерирует зеленый цвет. Мощность излучения, падающего на площадку, в обоих случаях одна и та же. Как изменятся результаты замены число фотонов, падающих на площадку в единицу времени? Укажите закономерности, которые вы использовали при обосновании ответа.

Answer 1

Мощность излучения = энергия за единице времени
фотон зеленого света имеет меньшую длину волны и большую частоту чем фотон красного
энергия фотона пропорциональна частоте w=hv
значит при одинаковой мощности в зеленом свете меньше фотонов чем в красном

Answer 2

При замене лазера на другой, который генерирует зеленый цвет, мощность излучения, падающего на площадку, остается одинаковой. Однако, изменяется энергия одного фотона, которая связана с его частотой:

E = h*f,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота излучения.

Цвет света определяется его длиной волны, которая связана с частотой следующим соотношением:

c = λ*f,

где c - скорость света, λ - длина волны.

Следовательно, если заменить красный лазер на зеленый, то изменится частота излучения (f), а значит, изменится и длина волны (λ). Однако, мощность излучения (P) остается неизменной. Поэтому, для определения числа фотонов, падающих на площадку в единицу времени, можно использовать закон сохранения энергии:

P = N * E,

где P - мощность излучения, N - число фотонов, E - энергия одного фотона.

Таким образом, при замене лазера на другой цвет, число фотонов, падающих на площадку в единицу времени (N), останется неизменным. Однако, каждый фотон будет иметь другую энергию и соответствующую длину волны.

В обосновании ответа использован закон сохранения энергии и связь между энергией фотона, его частотой и длиной волны.