Global EE

Квантовая Физика — Задание ЕГЭ по физике №00010562

Задание №35. Теоретические Вопросы

Квантовая Физика

№2. Задание без номера

ID: 00010562

Несмотря на отсутствие массы покоя, фотон обладает импульсом. Какая формула связывает импульс фотона $p$ и длину волны $\lambda$?

  1. $p=h\lambda$

  2. $p=\dfrac{\lambda}{h}$

  3. $p=mc$

  4. $p=\dfrac{h}{\lambda}$

Решение

Энергия фотона равна $E=h\nu$, а его импульс связан с энергией соотношением $p=\dfrac{E}{c}$. Подставим энергию:

$$p=\dfrac{h\nu}{c}$$

Частота и длина волны связаны формулой $c=\lambda\nu$, откуда $\dfrac{\nu}{c}=\dfrac{1}{\lambda}$. Тогда

$$p=\dfrac{h}{\lambda}$$

Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: чем волна короче, тем фотон «ударяет» сильнее. Это вариант 4.

Проверим остальные. В варианте 1 длина волны стоит множителем — получилось бы, что импульс растёт с длиной волны, хотя на деле у длинноволнового красного света фотоны «слабее», чем у фиолетового. В варианте 2 дробь перевёрнута: постоянная Планка оказалась в знаменателе. Вариант 3 не содержит длины волны и требует массы, а массы покоя у фотона нет.

Ответ

4
Другие задания по теме «Квантовая Физика» (8)