ЯК знайти імпульс фотона :: Природничі науки

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

Вам знадобиться

- калькулятор;
- можливо, фізичний довідник.

Інструкція

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 якої відсутня стан спокою, його швидкість завжди можна приймати рівною 3 • 10 ^ 8 м / с. Іншими словами, імпульс буде дорівнює p = E / (3 • 10 ^ 8) = (E • 10 ^ -8) / 3.

Знаючи кутову частоту фотона, знайдіть його імпульс. Енергія фотона може бути обчислена як E = h ?, де? - Кутова частота, а h = h / 2? (Тут h - постійна Планка). Використовуючи зв'язок енергії та імпульсу, описану в першому кроці, уявіть формулу розрахунку імпульсу як: p = h? / C = h? / 2? C.

Обчисліть імпульс фотона, знаючи показник частоти випромінювання світла. Використовуйте зв'язок між кутовою та лінійною 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.

Знайдіть імпульс фотона на підставі значення довжини його хвилі. У загальному значенні 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 / ?.