Як знайти імпульс фотона

Фотон - найпоширеніша елементарна частинка у Всесвіті. Він не має маси спокою і в повній мірі проявляє властивості хвиль. Внаслідок цього в курсах квантової фізики шкіл і ВНЗ-ів вивчення фотонів приділяється велика увага. І перші завдання по даній темі будуть про те, як знайти імпульс фотона.
Як знайти імпульс фотона

Вам знадобиться

  • - калькулятор;
  • - можливо, фізичний довідник.

Інструкція

1
Знайдіть імпульс фотона, знаючи його енергію. Проведіть обчислення за формулою p = E / c, де E - енергія, а c - швидкість фотона. Оскільки фотон є елементарною частинкою, у якій відсутній стан спокою, його швидкість завжди можна приймати на рівні 3 10 ^ 8 м / с. Іншими словами, імпульс буде дорівнює p = E / (3 10 ^ 8) = (E 10 ^ -8) / 3.
2


Знаючи кутову частоту фотона, знайдіть його імпульс. Енергія фотона може бути обчислена як E = , де - кутова частота, а = h / 2 (тут h - постійна Планка). Використовуючи зв`язок енергії та імпульсу, описану в першому кроці, уявіть формулу розрахунку імпульсу як: p = / c = h / 2 c.
3
Обчисліть імпульс фотона, знаючи показник частоти випромінювання світла. Використовуйте зв`язок між кутовий і лінійної частотою. Вона виражається як = 2 , де - частота випромінювання. Оскільки, як було показано в попередньому кроці, p = h / 2 c, то імпульс може бути виражений через відношення: p = 2h / 2 c = h / c. Зверніть увагу на те, що, оскільки швидкість світла і постійна Планка - константи, імпульс фотона, фактично, залежить тільки від його частоти.
4



Знайдіть імпульс фотона на підставі значення довжини його хвилі. У загальному сенсі довжина будь-хвилі пов`язана з її частотою і швидкістю поширення ставленням = V / F, де F - частота, а V - швидкість. Тому довжина хвилі фотона, що має швидкість світла, буде дорівнює = c / , де - його частота. Відповідно, = c / . Тому імпульс може бути виражений як p = h / c = hc / c = h / .
Зверніть увагу
Швидкість світла при його поширенні в речовині може істотно відрізнятися від його швидкості у вакуумі. Враховуйте дану обставину при проведенні розрахунків.
Корисна порада
При проведенні розрахунків, пов`язаних з визначенням імпульсів елементарних частинок, в тому числі і фотонів, переводите все значення в систему СІ. Постійну Планка h приймайте рівній 6,626 10 ^ 34 Дж с. Заздалегідь знайдіть відношення h / c для швидкого отримання значень імпульсів фотонів на підставі значень їх частот.


Увага, тільки СЬОГОДНІ!


Оцініть, будь ласка статтю
Всього голосів: 55
Увага, тільки СЬОГОДНІ!