Решение задачи: Определите энергию и массу фотона, длина волны которого равна 0.5мкм.
Определите энергию и массу фотона, длина волны которого равна 0.5мкм.
Постоянная планка равна 66 ⋅ 10 -34 Дж ⋅ с, скорость света равна 3.108 м/с.
h = 66 ⋅ 10 -34 Дж ⋅ с,
Найти: E-?; m-?
Энергия фотона E=h⋅ν (1), где h=6.6⋅10 -34 Дж⋅с – постоянная Планка,
ν=c/λ – частота колебаний. Здесь с=3.108 м/с – скорость света.
Уравнение (1) можно записать \(E = h \cdot \) (2).
С другой стороны, согласно формуле Эйнштейна E=mc 2 (3).
Приравняв формулы (2) и (3) получаем \(h = mc^2\) (4),
из (4) выразим массу и получим \(m = \) (5).
Подставляя числовые данные из условия задачи, получим:
\(m = \over 3 \cdot 10^8 \cdot 0.5 \cdot 10^ > (кг)\)
Ответ: E=3.96⋅10 -19 Дж, m=4.4⋅10 -36 кг
Энергия фотона — Photon energy
Энергия фотона — это энергия переносится одним фотоном. Количество энергии прямо пропорционально электромагнитной частоте фотона и, таким образом, эквивалентно обратно пропорционально длине волны . Чем выше частота фотона, тем выше его энергия. Точно так же, чем длиннее длина волны фотона, тем меньше его энергия.
Энергию фотона можно выразить с помощью любой единицы энергии. Среди единиц, обычно используемых для обозначения энергии фотона, — электронвольт (эВ) и джоуль (а также его кратные единицы, такие как микроджоуль). Поскольку один джоуль равен 6,24 × 10 эВ, более крупные единицы могут быть более полезными для обозначения энергии фотонов с более высокой частотой и большей энергией, таких как гамма-лучи, в отличие от фотонов с более низкой энергией, таких как в области радиочастоты электромагнитного спектра.
- 1 Формула
- 2 Примеры
- 3 См. также
- 4 Ссылки
Формула
Уравнение для энергии фотона:
где E — энергия фотона, h — постоянная Планка, c — это скорость света в вакууме, а λ — длина волны фотона. Поскольку h и c оба являются константами, энергия фотона E изменяется обратно пропорционально длине волны λ.
Чтобы найти энергию фотона в электронвольтах, используя длину волны в микрометрах, уравнение приблизительно равно
Следовательно, энергия фотона на длине волны 1 мкм, длина волны около инфракрасного излучения, составляет примерно 1,2398 эВ.
Поскольку c λ = f > = f> , где f — частота, уравнение энергии фотона можно упростить to
Это уравнение известно как соотношение Планка-Эйнштейна. Подставив h на его значение в Джс и f на его значение в герцах, мы получим энергию фотона в джоулях. Следовательно, энергия фотона на частоте 1 Гц составляет 6,62606957 × 10 джоулей или 4,135667516 × 10 эВ.
, где h — постоянная Планка, а греческая буква ν (nu ) — частота фотона .
Примеры
FM радио станция, передающая на 100 МГц излучает фотоны с энергией около 4,1357 × 10 эВ. Это ничтожное количество энергии примерно в 8 × 10 раз больше массы электрона (посредством эквивалентности массы и энергии).
Гамма-лучи очень высоких энергий имеют энергию фотонов от 100 ГэВ до 100 ТэВ (от 10 до 10 электронвольт) или от 16 наноджоулей до 16 микроджоулей. Это соответствует частотам от 2,42 × 10 до 2,42 × 10 Гц.
Во время фотосинтеза специфические молекулы хлорофилла поглощают фотоны красного света с длиной волны 700 нм в фотосистеме I, что соответствует энергии каждого фотона ≈ 2 эВ ≈ 3 · 10 Дж ≈ 75 k B T, где k B T обозначает тепловую энергию. Для синтеза одной молекулы глюкозы из CO 2 и воды (разность химических потенциалов 5 x 10 Дж) требуется минимум 48 фотонов с максимальной эффективностью преобразования энергии 35%.
См. Также
- Фотон
- Электромагнитное излучение
- Электромагнитный спектр
- Постоянная Планка и единицы Планка
- Соотношение Планка – Эйнштейна
- Мягкий фотон
Как связана энергия фотона с длиной волны света?
варианты ответов:
1) чем меньше длина волны света, тем выше энергия фотона:
2)чем меньше длина волны света, тем меньше энергия фотона
3)энергия фотона не зависит от длины волны света, а определяется лишь ее частотой
4)энергия фотона не зависит от длины волны и всегда постоянна
5)фотон не имеет массы покоя, следовательно не имеет и энергии
Лучший ответ
Ответ. E=(h*c)/L;
Источник: физика
Как найти длину волны луча, если дана только энергия фотона?
Из формулы энергии фотона
E=h*c / лямбда. ( Е- энергия фотона, h -постоянная Планка, с — скорость света в вакууме, лямбда — длина волны) выразим длину волны
лямбда=h*c / E.
Остальные ответы
Энергия = постоянная Планка * частоту
Энергия = постоянная Планка / длина волны
значение постоянной Планки посмотри в Википедии или в любом справочнике, где есть физические константы
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.