· Энергия фотона
e= hv = ħw = hc/l,
где h – постоянная Планка ħ = h/2p =1,05 ·10-34 Дж·с; с – скорость света в вакууме, l- длина волны, м; n- частота; w - круговая частота.
· Давление света на поверхность, перпендикулярную распространению
P = E/c(1+r) = w(1+r), Па
где E- плотность потока энергии облучения поверхности, Вт/м2; w- объемная плотность энергии, Дж/м3 ; r - коэффициент отражения.
· Масса и импульс фотона
m = e/c2 = h/(cl); р= mc = h/l
Задачи
1. Определите длину волны фотона, если его импульс равен 9,6.×10-28 Н×с.
Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
2. Импульс фотона равен 4,1×10 -22 кг×м/с. Найдите длину волны фотона. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
3. Определите импульс фотона, если соответствующая ему длина волны красного света равна 700 нм. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
4. Найдите импульс фотона, если соответствующая ему длина волны равна 100 пм. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
5. Найдите импульс фотона, если соответствующая ему длина волны рентгеновских лучей 25 пм. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
6. Определите скорость, с которой должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны 700 нм. Масса электрона 9,11× 10-31 кг. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
7. Определите длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, движущегося со скоростью 10 Мм/с. Масса электрона 9,1×10-31 кг. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
8. Найдите энергию фотона, если соответствующая ему длина волны 1,6 пм. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
9. Найдите температуру, при которой средняя кинетическая энергия одноатомной молекулы равна энергии фотона с длиной волны 500 нм. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с. Постоянная Больцмана k= 1,38·10-23 Дж/К.
10. При какой температуре одноатомного газа средняя кинетическая энергия молекулы этого газа равна энергии фотона с длиной волны 400 нм. Постоянная h = 6,63·10-34 Дж·с. Постоянная Больцмана k= 1,38·10-23 Дж/К
11. Найдите длину волны фотона, если его энергия равна энергии покоя электрона. Масса электрона 9,11× 10-31 кг . Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
12. Ртутная лампа имеет мощность 200 Вт, причем 80% этой мощности идет на излучение. Найдите число фотонов с длиной волны 612 нм, испускаемых лампой в единицу времени. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
13. Ртутная лампа имеет мощность 100 Вт, причем 60% мощности идет на излучение. Найдите число фотонов с длиной волны 404,7 нм, испускаемых лампой в единицу времени. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с. Найдите импульс фотона с энергией 10 МэВ.
14. Найдите энергию фотона, импульс которого равен импульсу молекулы азота при температуре 40°С, движущейся со средней квадратичной скоростью. Масса молекулы азота 4,65·10 -26 кг, постоянная Больцмана k= 1,38·10-23 Дж/К.
15. Найдите энергию фотона, импульс которого равен импульсу атома водорода при температуре газа 27°С, считая, что атом движется со средней квадратичной скоростью. Масса атома водорода 1,67·10-27 кг. Постоянная Больцмана k= 1,38·10-23 Дж/К.
16. Найдитеэнергию фотона, импульс которого равен импульсу молекулы водорода при температуре газа 47°С, считая, что молекула движется со средней квадратичной скоростью. Масса атома водорода 1,67.10"27 кг. Постоянная Больцмана k= 1,38·10-23 Дж/К.
17. Найдите энергию фотона, импульс которого равен импульсу молекулы азота при температуре газа 57°С, считая, что молекула движется со средней квадратичнойскоростью. Масса молекулы азота 4,65·10 -26 кг. k= 1,38·10-23 Дж/К
18. Определите длину волны фотона с энергией 1 МэВ. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
19. Определите скорость, с которой должен двигаться нерелятивистский протон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны 400 нм. Масса протона 1,67·10-27 кг. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.
20. Определите скорость, с которой должен двигаться нерелятивистский электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны 520 нм. Постоянная Планка h = 6,63·10-34 Дж·с.