1. Какая частота соответствует электромагнитному излучению с длиной волны 1,2*10-13?
2. Какова энергия фотона с такой длиной волны в джоулях и в электрон-вольтах?
3. Какова масса фотона с такой длиной волны в атомных единицах массы и килограммах?
4. Каков импульс фотона с такой длиной волны?
Ответ:
частота = скорость света / длина волны
В данном случае скорость света равна примерно 3 * 10^8 м/с. Подставляя значения, получим:
частота = (3 * 10^8 м/с) / (1,2 * 10^(-13) м) = 2,5 * 10^21 Гц
Таким образом, частота этого электромагнитного излучения составляет приблизительно 2,5 * 10^21 Гц.
2. Для вычисления энергии фотона в джоулях можно воспользоваться формулой:
энергия = планковская постоянная * частота
Где планковская постоянная равна 6,63 * 10^(-34) Дж * с. Подставляя значения:
энергия = (6,63 * 10^(-34) Дж * с) * (2,5 * 10^21 Гц) = 1,66 * 10^(-12) Дж
Таким образом, энергия фотона с длиной волны 1,2 * 10^(-13) м составляет приблизительно 1,66 * 10^(-12) Дж.
Для перевода энергии в электрон-вольты используется коэффициент приведения: 1 Дж = 6,24 * 10^(18) эВ. Подставляя значения:
энергия в электрон-вольтах = (1,66 * 10^(-12) Дж) * (6,24 * 10^(18) эВ/Дж) = 1,03 * 10^7 эВ
Таким образом, энергия фотона с длиной волны 1,2 * 10^(-13) м составляет приблизительно 1,03 * 10^7 эВ.
3. Масса фотона связана с его энергией формулой:
энергия = масса * скорость света^2
Перепишем эту формулу, чтобы найти массу:
масса = энергия / скорость света^2
Подставляем значения:
масса = (1,66 * 10^(-12) Дж) / (3 * 10^8 м/с)^2 = 1,85 * 10^(-30) кг
Таким образом, масса фотона с длиной волны 1,2 * 10^(-13) м составляет приблизительно 1,85 * 10^(-30) кг.
Для перевода массы в атомные единицы массы используется соотношение: 1 кг = 6,02 * 10^26 а.е.м. Подставляя значения:
масса в а.е.м. = (1,85 * 10^(-30) кг) * (6,02 * 10^26 а.е.м./кг) = 1,12 * 10^(-3) а.е.м.
Таким образом, масса фотона с длиной волны 1,2 * 10^(-13) м составляет приблизительно 1,12 * 10^(-3) а.е.м.
4. Импульс фотона связан с его энергией и скоростью света формулой:
импульс = энергия / скорость света
Подставляем значения:
импульс = (1,66 * 10^(-12) Дж) / (3 * 10^8 м/с) = 5,53 * 10^(-21) Н * с
Таким образом, импульс фотона с длиной волны 1,2 * 10^(-13) м составляет приблизительно 5,53 * 10^(-21) Н * с.