При какой температуре средняя кинетическая энергия молекулы двухатомного газа будет равна энергии фотона с длиной волны λ = 5,89*10-4 мм? чему равна масса этого фотона?

Для начала, давай разберемся с формулой для средней кинетической энергии молекулы двухатомного газа. Средняя кинетическая энергия молекулы (KE) связана с ее температурой (T) через формулу:

KE = (3/2) kT

где k - постоянная Больцмана, которая равна примерно 1.38 * 10^-23 Дж/К (джоулей на кельвин).

Теперь, нам нужно найти такую температуру, чтобы средняя кинетическая энергия молекулы была равна энергии фотона. Энергия фотона (E) связана с его длиной волны (λ) через формулу:

E = hc/λ

где h - постоянная Планка, которая равна примерно 6.626 * 10^-34 Дж * с (джоулей на секунду), а c - скорость света, которая равна примерно 3 * 10^8 м/с.

Для начала, найдем значение энергии фотона с заданной длиной волны:

E = (6.626 * 10^-34 Дж * с) * (3 * 10^8 м/с) / (5.89 * 10^-4 мм)

Выполняя простые арифметические вычисления, получаем:

E ≈ 3.553 * 10^-19 Дж

Теперь, чтобы найти температуру, при которой средняя кинетическая энергия молекулы будет равна этой энергии фотона, мы можем использовать уравнение:

(3/2) kT = E

Разделим обе части уравнения на (3/2) k, чтобы найти значение T:

T = E / ((3/2) k)

Подставим значение E и значение k в уравнение:

T = (3.553 * 10^-19 Дж) / ((3/2) * (1.38 * 10^-23 Дж/К))

Выполняем вычисления:

T ≈ 2064 К

Таким образом, температура при которой средняя кинетическая энергия молекулы двухатомного газа будет равна энергии фотона с длиной волны λ = 5.89 * 10^-4 мм составляет примерно 2064 К.

Теперь давай найдем массу этого фотона. Масса фотона (m) связана с его энергией (E) через формулу:

E = mc^2

где c - скорость света.

Мы уже знаем значение энергии фотона (E), поэтому, чтобы найти массу, мы можем использовать уравнение:

m = E / c^2

Подставим значение E и значение c в уравнение:

m = (3.553 * 10^-19 Дж) / ( (3 * 10^8 м/с)^2 )

Выполним вычисления:

m ≈ 3.95 * 10^-36 кг

Таким образом, масса фотона с длиной волны λ = 5.89 * 10^-4 мм равна примерно 3.95 * 10^-36 кг.