Квантовая Физика… — Задание ЕГЭ по физике №00048011

Энергия фотона определяется частотой света: $E=h\nu$. Значит, нужно понять, что происходит с частотой, когда свет из воздуха входит в воду.

Шаг 1. Что меняется при переходе. В воде свет идёт медленнее: $v=\dfrac{c}{n}=\dfrac{c}{1{,}33}$. Частоту же задаёт источник: сколько колебаний за секунду приходит к границе, столько и уходит дальше в воду, иначе на границе «копились» бы колебания. Поэтому частота не меняется, а уменьшается длина волны: $\lambda_{\text{в}}=\dfrac{400}{1{,}33}\approx301$ нм.

Шаг 2. Энергия. Частота та же — энергия фотона та же:

$$\dfrac{E_{\text{возд}}}{E_{\text{воды}}}=\dfrac{h\nu}{h\nu}=1.$$

Проверим себя. Если по ошибке посчитать $E=\dfrac{hc}{\lambda}$ с длиной волны в воде, вышло бы отношение $1{,}33$. Но формула $E=\dfrac{hc}{\lambda}$ верна для вакуума: в воде уменьшаются и скорость, и длина волны одновременно, а их отношение — частота — остаётся прежним.