Тема №16 Квантовая физика

06 Фотоны

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №16 квантовая физика

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#13671

Частоты фотонов двух пучков света связаны равенством $ν2 = 2ν1$ . Определите отношение модулей импульсов фотонов $p2 p1$ .

Досрочная волна 2020

Показать ответ и решение

Импульс фотона:

h hν p= λ =-c

Откуда отношение импульсов:

p2 = ν2= 2 p1 ν1

Ответ: 2

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#13672

В вакууме длина волны света от первого источника в 2 раза меньше, чем длина волны света от второго источника. Определите отношение импульсов фотонов $p1 p2$ , испускаемых этими источниками.

Демоверсия 2021

Показать ответ и решение

Импульс фотона:

h p= λ-

Откуда отношение

p1= λ2= 2 p2 λ1

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#13676

Частота зеленого света в 1,25 раза больше частоты красного света. Во сколько раз энергия фотона красного света меньше энергии фотона зеленого света?

Показать ответ и решение

Энергия фотона:

E = hν

$h$ – постоянная планка, $ν$ – частота

E2- ν2- E1 = ν1 = 1,25

Ответ: 1,25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#13677

Отношение импульсов двух фотонов $p1∕p2 = 2$ . Определите отношение длин волн этих фотонов $λ1∕λ2$ ?

Показать ответ и решение

Импульс фотона:

h p= λ-

$h$ – постоянная планка, $λ$ – длина волны фотона Следовательно:

λ1 = p2= 0,5 λ2 p1

Ответ: 0,5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#13678

Модуль импульса фотона в первом пучке света в 2 раза больше модуля импульса фотона во втором пучке. Каково отношение длины волны в первом пучке света к длине волны во втором пучке?

Показать ответ и решение

Модуль импульса фотона связан с длиной волны света соотношением:

h p= λ-

Тогда:

λ = h- p

По условию:

p1 p2 = 2

Тогда искомое отношение:

λ1= -h : h-= p2 λ2 p1 p2 p1

Ответ: 0,5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#13679

Длина световой волны равна 410 нм. Какой энергией обладает фотон этой волны? Ответ выразите в электронвольтах и округлите до целого числа.

Показать ответ и решение

1 эВ равен $−19 1,6⋅10$ Дж.
Энергия фотона:

hc 6,6⋅10−34⋅3⋅108 4,8⋅10−19 E = λ-= ----410-⋅10−9----≈ 4,8⋅10−19 Дж = 1,6⋅10−19 эВ = 3 эВ

Ответ: 3

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#13943

Длина волны рентгеновского излучения равна $−10 10$ м. Во сколько раз энергия одного фотона этого излучения превосходит энергию фотона видимого света длиной волны $3,5 ⋅10−7$ м?

Показать ответ и решение

Энергия фотона:

E = hν

Также:

λν = c

Выразим $ν$ и подставим в 1 уравнение:

ν = c,E = hc λ λ

Таким образом

E-рентг- --hc- -hc--- λвидим- 3,5⋅10−7 Eвидим = λрентг : λвидим = λрентг = 10−10 =3500

Ответ: 3500

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#13944

Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны $λ1 = 250$ нм, другой–с длиной волны $λ2 =500$ нм. Каково отношение импульсов $p1 p2$ фотонов, излучаемых лазерами?

Показать ответ и решение

Импульс фотона

h p = λ,

где $h$ – постоянная планка, $λ$ – длина волны.
Тогда

p1= λ2 = 500 нм-= 2 p2 λ1 250 нм

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#17850

Длина световой волны равна 620 нм. Какой энергией обладает фотон этой волны? Ответ выразите в электронвольтах и округлите до целого числа.

Показать ответ и решение

Энергия фотона рассчитывается по формуле $hc 6,63⋅10−34⋅3⋅108 E ф = λ = 620⋅10−91,6 ⋅10−19 =2 эВ$

Ответ: 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#26309

Гелий-неоновый газовый лазер, работающий в непрерывном режиме, дает излучение монохроматического света с длиной волны 630 нм, развивая мощность 40 мВт. Сколько фотонов излучает лазер за 1 с? Ответ дайте в $1017 с−1$ и округлите до десятых.

Показать ответ и решение

Один фотон обладает энергией

hc E1 = hν =-λ ,

где $ν$ – частота излучения.
Тогда $N$ фотонов обладают энергией

EN =N hc (1) λ

Кроме того энергия равна

EN = P t (2)

При этом искомая величина равна:

N- Pλ- -0,04-⋅6,3-⋅10−7-- 17 −1 n= t = hc = 6,6⋅10−34 ⋅3 ⋅108 = 1,3 ⋅10 с

Ответ: 1,3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#55076

В вакууме распространяются две монохроматические электромагнитные волны. Частота колебаний электромагнитного поля первой волны в 4 раза больше частоты второй волны. Чему равно отношение $p1 p2-$ импульсов фотонов первой и второй волны?

Показать ответ и решение

Импульс фотона:

h hν p= λ =-c

Откуда отношение импульсов:

p1 = ν1= 4 p2 ν2

Ответ: 4

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#94748

Частота зелёного света примерно в 1,25 раза больше частоты красного света. Во сколько раз энергия фотона красного света меньше энергии фотона зелёного света?

Источники: Демидова 2017

Показать ответ и решение

Энергия фотона определяется выражением:

E = hν

По условию

νз νк =1,25

Распишем соотношение энергий:

E hν Eз-= hνз =1,25 к к

Ответ: 1,25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#95168

Частота оранжевого света примерно в 1,3 раза меньше частоты синего света. Во сколько раз энергия фотона синего света больше энергии фотона оранжевого света?

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Энергия фотона определяется выражением:

E = hν

По условию

νс- νо = 1,3

Распишем соотношение энергий:

E hν Eс= hсν-= 1,3 о о

Ответ: 1,3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#95875

Зелёный свет ( $λ = 550 нм$ ) переходит из воздуха в стекло с показателем преломления 1,5. Определите отношение энергии фотона в воздухе к его энергии в стекле.

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Энергия фотона определяется выражением:

E = hν

При этом известно, что частота волны не меняется при переходе волны из одной среды в другую. Следовательно, энергия фотона не меняется и отношение их энергий будет равно 1.

Ответ: 1

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#96021

Фиолетовый свет $(λ = 400 нм)$ переходит из воздуха в воду с показателем преломления 1,33. Определите отношение энергии фотона в воздухе к его энергии в воде.