Определите частоту, длину волны, массу и импульс фотона, если энергия фотона составляет 4,2 эВ.

Дано: энергия фотона \( E = 4{,}2 \text{ эВ} \).

Переведём энергию в джоули:

\[ E = 4{,}2 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-19} = 6{,}72 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \]

1. Частота фотона

Используем формулу \( E = h\nu \), где \( h = 6{,}63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \).

\[ \nu = \frac{E}{h} = \frac{6{,}72 \cdot 10^{-19}}{6{,}63 \cdot 10^{-34}} \approx 1{,}0 \cdot 10^{15} \text{ Гц} \]

2. Длина волны

\[ \lambda = \frac{c}{\nu} = \frac{3 \cdot 10^8}{1{,}0 \cdot 10^{15}} \approx 3{,}0 \cdot 10^{-7} \text{ м} \]

Это примерно \( 300 \text{ нм} \).

3. Масса фотона

Фотон не имеет массы покоя, но его можно связать с энергией через формулу \( E = mc^2 \):

\[ m = \frac{E}{c^2} = \frac{6{,}72 \cdot 10^{-19}}{(3 \cdot 10^8)^2} \approx 7{,}5 \cdot 10^{-36} \text{ кг} \]

4. Импульс фотона

\[ p = \frac{E}{c} = \frac{6{,}72 \cdot 10^{-19}}{3 \cdot 10^8} \approx 2{,}2 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \cdot \text{м/с} \]

Ответ: \( \nu \approx 1{,}0 \cdot 10^{15} \text{ Гц} \), \( \lambda \approx 3{,}0 \cdot 10^{-7} \text{ м} \), \( m \approx 7{,}5 \cdot 10^{-36} \text{ кг} \), \( p \approx 2{,}2 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \cdot \text{м/с} \).

0 0 Пожаловаться