Какова масса фотона для: а) света с одной длиной волны (λ = 0,5 мкм); б) рентгеновского излучения (λ = 0,025 нм

Тема вопроса: Масса фотона и его связь с длиной волны

Инструкция:
Масса фотона является одним из фундаментальных понятий в физике, связанных с электромагнитным излучением. Согласно теории квантования, каждый фотон имеет энергию E, которая прямо связана с его длиной волны λ.

Масса фотона может быть вычислена с использованием формулы энергии фотона E = mc², где m - масса фотона, а c - скорость света. Также известно, что энергия фотона связана с его длиной волны формулой E = hc/λ, где h - постоянная Планка.

Таким образом, мы можем выразить массу фотона в зависимости от его длины волны, используя эти две формулы: mc² = hc/λ.
Разрешая это уравнение относительно m, мы получаем m = h/λc.

Теперь рассмотрим каждую из трех заданных длин волн:

а) Для света с длиной волны λ = 0,5 мкм (0,5 x 10^(-6) м), мы можем подставить значения в формулу:
m = (6,626 x 10^(-34) Дж∙с)/(0,5 x 10^(-6) м x 3 x 10^8 м/с) ≈ 2,21 x 10^(-34) кг.

б) Для рентгеновского излучения с длиной волны λ = 0,025 нм (0,025 x 10^(-9) м), подставляя значения в формулу, получим:
m = (6,626 x 10^(-34) Дж∙с)/(0,025 x 10^(-9) м x 3 x 10^8 м/с) ≈ 8,84 x 10^(-18) кг.

в) Для гамма-излучения с длиной волны λ = 1,24 x 10^(-3) нм (1,24 x 10^(-3) x 10^(-9) м), подставляя значения в формулу, получим:
m = (6,626 x 10^(-34) Дж∙с)/(1,24 x 10^(-3) x 10^(-9) м x 3 x 10^8 м/с) ≈ 4,74 x 10^(-22) кг.

Таким образом, мы получаем массу фотона для каждой заданной длины волны.

Совет: Чтобы лучше понять это понятие, полезно ознакомиться с основами квантовой физики и электромагнитным излучением. Также важно помнить, что масса фотона очень мала, и эти значения являются очень малыми числами, что влияет на его незначительное влияние на окружающую среду.

Закрепляющее упражнение: При какой длине волны масса фотона будет минимальной?