Решение задач. Квантовая физика.
УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ:
Определите энергию и массу фотона, длина волны которого равна 0.5мкм.
Постоянная планка равна 66 ⋅ 10-34 Дж ⋅ с, скорость света равна 3.108 м/с.
ДАНО:
λ = 0.5⋅10-6 м;
h = 66⋅10-34 Дж⋅с,
с = 3.108 м/с.
Найти: E-?; m-?
РЕШЕНИЕ:
Энергия фотона E=h⋅ν (1), где h=6.6⋅10-34 Дж⋅с – постоянная Планка,ν=c/λ – частота колебаний. Здесь с=3.108 м/с – скорость света.
Уравнение (1) можно записать E=h⋅cλE=h⋅cλ (2).
С другой стороны, согласно формуле Эйнштейна E=mc2 (3).
Приравняв формулы (2) и (3) получаем hcλ=mc2hcλ=mc2 (4),
из (4) выразим массу и получим m=hcλm=hcλ (5).
Подставляя числовые данные из условия задачи, получим:
E=6.6⋅10−34⋅3⋅1080.5⋅10−6=3.96⋅10−19(Дж)E=6.6⋅10−34⋅3⋅1080.5⋅10−6=3.96⋅10−19(Дж)
m=6.6⋅10−343⋅108⋅0.5⋅10−6(кг)m=6.6⋅10−343⋅108⋅0.5⋅10−6(кг)
Ответ: E=3.96⋅10-19 Дж, m=4.4⋅10-36 кг