1.Źródło monochromatyczne o mocy 10(-2) wat wysyła 10(13) fotonu na sekunde. Oblicz długość fali wysyłanej przez laser.
2.Oblicz energię pęd i masę fotonu, którego długość fali wynosi 0,5 mikro metra.
To w nawiasach jest do potęgi. Bardzo proszę o rozwiązanie. Z góry Dziękuję:)
More Questions From This User See All
1) Jeżeli źródło monochromatycznego promieniowania o mocy 10^(-2) W wysyła 10^13 fotonów w każdej sekundzie, oznacza to, że wraz z nimi wysyła energię 10^(-2) J. Wynika to z definicji mocy promieniowania P=E/t. Wiemy, że monochromatyczne źródło wysyła światło o jednej barwie, czyli wszystkie fotony mają identyczną energię. Obliczymy najpierw jaką energię przenosi pojedynczy foton.
E pojedynczego fotonu= E całkowita/ ilość fotonów
E=10^(-2) J/10^13=10^(-15) J to jest energia pojedynczego fotonu.
Energia kwantu promieniowania to iloczyn stałej Plancka h=6,63*10^(-34) J*s oraz częstotliwości tego promieniowania w s^(-1) albo hercach (Hz). Częstotliwość promieniowania to prędkość tego promieniowania ( światła) dzielona przez długość fali.
E=f*h =>
f=E/h => 10^(-15) J/ 6,63*10^(-34) J*s=0,1508*10^19=1,5*10^18 s^(-1)
c=f*l, gdzie c-prędkość światła w próżni, f-częstotliwość, l-długość fali
l=c/f => 3*10^8 m/s / 1,5*10^18 s(-1)= 2*10^(-10)=20*10^(-9) czyli 20 nm.
Jest to zakres UV bliski promieniowaniu Rentgenowskiemu, wysoka energia fal, duża częstotliwość.
2) Energia jak w powyższym zadaniu, jest wyrażana wzorem E=h*f albo równoważnie E=h*c/l
E=6,63*10^(-34) J*s* 3*10^8m/s / 0,5*10^(-6) m = 39,78*10^(-20) J
Pęd fotonu jest określony wzorem p=h/l
p=6,63*10^(-34) J*s/ 0,5*(-6) m= 13,26*10^(-28) kg*m/s
Masę fotonu, możemy obliczyć korzystając z równoważności masy-energii.
E=mc^2
m=E/c^2= 39,78*10^(-20) J/ 9*10^16 m^2/s^2=4,42*10^(-36) kg.
Jednostka wynika z prostej analizy. J=N*m, N=kg*m/s^2
J/m^2/s^2=J*s^2/m^2= N*m*s^2/m^2=kg*m/s^2*s^2*m/m^2
sekundy i metry się skracają.
Mam nadzieję, że pomogłem. Pozdrawiam