Номер 4, страница 184 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
14.4. Световые кванты (фотоны). 14. Квантовая физика - номер 4, страница 184.
№4 (с. 184)
Решение. №4 (с. 184)

Решение 2. №4 (с. 184)
Дано:
Температура идеального одноатомного газа, $T = 3000 \text{ К}$
Энергия фотона $E_ф$ равна средней кинетической энергии молекулы газа $E_к$.
Справочные данные:
Постоянная Планка, $h \approx 6,626 \times 10^{-34} \text{ Дж·с}$
Скорость света в вакууме, $c = 3 \times 10^8 \text{ м/с}$
Постоянная Больцмана, $k \approx 1,38 \times 10^{-23} \text{ Дж/К}$
Найти:
Длину волны фотона $\lambda$.
Решение:
По условию задачи, энергия фотона $E_ф$ равна средней кинетической энергии поступательного движения молекулы идеального одноатомного газа $E_к$.
$E_ф = E_к$
Средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального одноатомного газа определяется числом степеней свободы (для одноатомного газа $i=3$) и температурой. Формула для средней кинетической энергии:
$E_к = \frac{i}{2}kT = \frac{3}{2}kT$
где $k$ — постоянная Больцмана, а $T$ — абсолютная температура газа.
Энергия фотона $E_ф$ связана с его длиной волны $\lambda$ через формулу Планка:
$E_ф = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$
где $h$ — постоянная Планка, $c$ — скорость света в вакууме, а $\nu$ — частота фотона.
Приравнивая выражения для энергии фотона и кинетической энергии молекулы, получаем:
$\frac{hc}{\lambda} = \frac{3}{2}kT$
Из этого уравнения выразим искомую длину волны $\lambda$:
$\lambda = \frac{2hc}{3kT}$
Подставим числовые значения в полученную формулу и произведем расчет:
$\lambda = \frac{2 \cdot (6,626 \times 10^{-34} \text{ Дж·с}) \cdot (3 \times 10^8 \text{ м/с})}{3 \cdot (1,38 \times 10^{-23} \text{ Дж/К}) \cdot 3000 \text{ К}}$
$\lambda = \frac{39,756 \times 10^{-26}}{12,42 \times 10^{-20}} \text{ м} \approx 3,201 \times 10^{-6} \text{ м}$
Округлим результат. Полученное значение можно выразить в микрометрах (1 мкм = $10^{-6}$ м):
$\lambda \approx 3,20 \text{ мкм}$
Ответ: длина волны фотона равна приблизительно $3,20 \times 10^{-6} \text{ м}$ или $3,20 \text{ мкм}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 184 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 184), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.