Question

FOTONY
W 1900 r. niemiecki fizyk Max Planck (czyt. plank) wysunął hipotezę, Że promieniowanie ciała
doskonale czarnego wysyłane jest małymi porcjami tzw. kwantami promieniowania. Energia takiej porcji
promieniowania jest proporcjonalna do jego częstotliwości. Według Plancka kwant energii wynosi:
E = h ν, gdzie: h – stała Plancka h = 6,62 · 10-34 J s (dŜul razy sekunda)
ν – częstotliwość fali elektromagnetycznej.
W 1905 roku Albert Einstein, przyjmując za podstawę korpuskularną (cząsteczkową) budowę światła i postulat
Plancka, zakłada, Że światło jest wiązką fotonów (kwantów) - cząstek o masie spoczynkowej równej zeru, energii E = h ν i
pędzie p= = . c – szybkość światła w próŜni c = 3 · 108 m/s.
ZADANIA:
Zad.1
Wiedząc, Ŝe zbadany zakres długości fal widma elektromagnetycznego rozciąga się od 10-16 m do 105 m, oblicz, w jakim zakresie są zawarte energie fotonów całego widma Wynik podaj w dŜulach i elektronowoltach.
(wskazówka: E = h ν, ν = ) odp. Od 2 · 10-9 J do 2 · 10-30 J lub od 1,2 · 1010 eV do 1,2 · 10-11 eV

Zad.2
Oblicz energię fotonu światła zielonego, którego długość fali λ = 550 nm. odp. 3,6 · 10-13 J

Zad.3
Oblicz masę fotonu fal radiowych o długości λ = 100 m.
(wskazówka: p = mc p = h/ λ) odp. 2,2 · 10-44 kg

Answer 1

zadanie 1

 

h = 6,63 x 10⁻³⁴Js

c = 3 x 10⁸m/s

λ₁ = 10⁻¹⁶m

λ₂ = 105m

 

E = hc/λ

 

E₁ = 6,63 x 10⁻³⁴Js x 3 x 10⁸m/s / 10⁻¹⁶m = 19,89 x 10⁻¹⁰J ≈ 1,2 x 10¹⁰eV

E₂ = 6,63 x 10⁻³⁴Js x 3 x 10⁸m/s / 105m = 0,19 x 10⁻²⁶J ≈ 1,2 x 10⁻⁸eV

 

zadanie 2

 

Stałe i wzory w zadaniu pierwszym

λ = 550nm = 550 x 10⁻⁹m

 

E = 6,63 x 10⁻³⁴Js x 3 x 10⁸m/s / 550 x 10⁻⁹m ≈ 3,6 x 10⁻¹⁹J

 

zadanie 3

 

λ = 100m

 

p = 6,63 x 10⁻³⁴Js/100m = 6,63 x 10⁻³⁶kg x m/s

 

p = mc => m = p/c

 

m = 6,63 x 10⁻³⁶kg x m/s / 3 x 10⁸m/s ≈ 2,2 x 10⁻⁴⁴

 

 

 

 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Feci, quod potui, faciant meliora potentes

 

Pozdrawiam :)