Определите длину волны, энергию, массу и импульс фотона, которому соответствует частота 1,5*1015 Гц

Чтобы определить длину волны, энергию, массу и импульс фотона, соответствующие заданной частоте, мы можем использовать формулы связи энергии и импульса фотона с его частотой.

1. Длина волны (λ) связана с частотой (f) следующим соотношением:

λ = c / f,

где c - скорость света, примерно равная 3*10^8 м/с (запишем ее для удобства).

Подставим заданные значения:

λ = (3*10^8 м/с) / (1,5*10^15 с^-1) = 2*10^-7 м = 200 нм.

Таким образом, длина волны этого фотона составляет 200 нм.

2. Поскольку связь между энергией (E) и частотой (f) основана на законе Планка, мы можем использовать формулу:

E = h * f,

где h - постоянная Планка, приближенно равная 6,63*10^-34 Дж*с (запишем ее для удобства).

Подставим заданные значения:

E = (6,63*10^-34 Дж*с) * (1,5*10^15 с^-1) = 10^1 Дж = 10 Дж.

Это означает, что энергия фотона равна 10 Дж.

3. Масса фотона (m) связана с его энергией (E) формулой Эйнштейна:

E = mc^2,

где c - скорость света (запишем ее снова).

Подставим заданные значения:

10 Дж = m * (3*10^8 м/с)^2,

откуда m = 10 Дж / ((3*10^8 м/с)^2) = 1,11*10^-17 кг.

Таким образом, масса этого фотона составляет 1,11*10^-17 кг.

4. Импульс (p) фотона связан с его энергией (E) и массой (m) формулой:

E = pc,

что можно переписать в виде:

p = E / c.

Подставим заданные значения:

p = 10 Дж / (3*10^8 м/с) = 3,33*10^-8 Н*с.

Таким образом, импульс этого фотона составляет 3,33*10^-8 Н*с.

Таким образом, длина волны данного фотона составляет 200 нм, его энергия равна 10 Дж, масса составляет 1,11*10^-17 кг, а импульс равен 3,33*10^-8 Н*с.