Какова масса фотона желтого света с определенной длиной волны?

Фотон желтого света и его масса

Разъяснение: Фотон - это электромагнитная частица, которая не имеет массы покоя. Согласно специальной теории относительности Альберта Эйнштейна, фотон движется со скоростью света в вакууме и у него есть энергия, связанная с его частотой и длиной волны.

Для определения массы фотона, мы можем использовать известное соотношение между энергией и массой из теории относительности: \(E = mc^2\), где \(E\) - энергия, \(m\) - масса и \(c\) - скорость света (\(c \approx 3 \times 10^8 \, \text{м/с}\)).

Для связи энергии фотона и его длины волны, мы можем использовать формулу: \(E = hf\), где \(h\) - постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж}\cdot\text{с}\)), а \(f\) - частота, связанная с длиной волны фотона.

Теперь мы можем найти массу фотона, используя эти формулы. Сначала найдем энергию фотона, подставив \(E = hf\), а затем найдем массу, используя \(E = mc^2\). Получившееся значение будет массой фотона.

Доп. материал: Найдем массу фотона желтого света с длиной волны 570 нм.

1. Найдем частоту света, используя формулу \(f = \frac{c}{\lambda}\), где \(c\) - скорость света, \(\lambda\) - длина волны. Подставив значения \(c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с}\) и \(\lambda = 570 \times 10^{-9} \, \text{м}\), мы получим \(f \approx 5.26 \times 10^{14} \, \text{Гц}\).
2. Теперь найдем энергию фотона, используя формулу \(E = hf\). Подставив \(h = 6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж}\cdot\text{с}\) и \(f \approx 5.26 \times 10^{14} \, \text{Гц}\), мы получаем \(E \approx 3.48 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\).
3. Наконец, найдем массу фотона, используя формулу \(E = mc^2\). Подставив \(E \approx 3.48 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\) и \(c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с}\), мы получаем \(m \approx 3.88 \times 10^{-36} \, \text{кг}\).

Таким образом, масса фотона желтого света с длиной волны 570 нм примерно равна \(3.88 \times 10^{-36} \, \text{кг}\).

Совет: Чтобы лучше понять это понятие, можно прочитать более подробно о квантовой физике и электромагнетизме. Особое внимание следует обратить на фотоэффект и вещественную природу света.

Закрепляющее упражнение: Найдите массу фотона синего света с длиной волны 450 нм.