Вопрос школьника
Найти массу энергию и импульс фотона:
а) для красных лучей с длиной волны λ = 7200 А;
б) для рентгеновских лучей с длиной волны λ = 25А;
в) для γ-лучей с длиной волны λ = 1,24⋅10 − 3А.
Ответ от учителя
Масса фотона равна нулю, так как он не имеет массы. Однако, фотон обладает энергией и импульсом, которые связаны с его длиной волны следующим образом:
E = hν = hc/λ
p = h/λ
где h — постоянная Планка, ν — частота, c — скорость света.
а) Для красных лучей с длиной волны λ = 7200 А:
E = hc/λ = (6.626⋅10^-34 Дж⋅с)⋅(3⋅10^8 м/с)/(7200⋅10^-10 м) ≈ 2.76⋅10^-19 Дж
p = h/λ = (6.626⋅10^-34 Дж⋅с)/(7200⋅10^-10 м) ≈ 9.20⋅10^-26 кг⋅м/с
б) Для рентгеновских лучей с длиной волны λ = 25А:
E = hc/λ = (6.626⋅10^-34 Дж⋅с)⋅(3⋅10^8 м/с)/(25⋅10^-10 м) ≈ 4.98⋅10^-15 Дж
p = h/λ = (6.626⋅10^-34 Дж⋅с)/(25⋅10^-10 м) ≈ 2.65⋅10^-21 кг⋅м/с
в) Для γ-лучей с длиной волны λ = 1,24⋅10^-3А:
E = hc/λ = (6.626⋅10^-34 Дж⋅с)⋅(3⋅10^8 м/с)/(1.24⋅10^-3 м) ≈ 1.60⋅10^-13 Дж
p = h/λ = (6.626⋅10^-34 Дж⋅с)/(1.24⋅10^-3 м) ≈ 5.34⋅10^-22 кг⋅м/с
Таким образом, мы нашли энергию и импульс фотона для трех разных длин волн.
