Вариант 1, страница 31 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Самостоятельная работа № 1. Фотоны. Кванты излучения. Кванты света. Фотоэффект. Квантовая физика - страница 31.
Вариант 1 (с. 31)
Условие. Вариант 1 (с. 31)
скриншот условия

Самостоятельная работа № 1
Фотоны. Кванты излучения
Вариант 1
1. Длина волны, соответствующая середине видимого спектра, рав-
на 500 нм. Определите энергию, массу и импульс фотона данно-
го излучения.
2. Мощность источника света составляет 10 мВт. Какое количество
фотонов излучается за одну секунду этим источником света, если
длина волны излучения равна 0,6 мкм?
Решение. Вариант 1 (с. 31)
1.
Дано:
Длина волны, $\lambda = 500$ нм
Постоянная Планка, $h \approx 6,63 \cdot 10^{-34}$ Дж·с
Скорость света в вакууме, $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с
$\lambda = 500 \cdot 10^{-9} \text{ м} = 5 \cdot 10^{-7} \text{ м}$
Найти:
Энергию фотона $E$ - ?
Массу фотона $m$ - ?
Импульс фотона $p$ - ?
Решение:
1. Энергия фотона определяется по формуле Планка:
$E = \frac{hc}{\lambda}$
$E = \frac{6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}}{5 \cdot 10^{-7} \text{ м}} \approx 3,98 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
2. Импульс фотона связан с его длиной волны:
$p = \frac{h}{\lambda}$
$p = \frac{6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}}{5 \cdot 10^{-7} \text{ м}} \approx 1,33 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \cdot \text{м/с}$
3. Релятивистская масса фотона (масса, эквивалентная его энергии) связана с энергией формулой Эйнштейна $E = mc^2$:
$m = \frac{E}{c^2}$
$m = \frac{3,98 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}}{(3 \cdot 10^8 \text{ м/с})^2} = \frac{3,98 \cdot 10^{-19}}{9 \cdot 10^{16}} \text{ кг} \approx 4,42 \cdot 10^{-36} \text{ кг}$
Ответ: энергия фотона $E \approx 3,98 \cdot 10^{-19}$ Дж; масса фотона $m \approx 4,42 \cdot 10^{-36}$ кг; импульс фотона $p \approx 1,33 \cdot 10^{-27}$ кг·м/с.
2.
Дано:
Мощность источника, $P = 10$ мВт
Длина волны излучения, $\lambda = 0,6$ мкм
Время, $t = 1$ с
Постоянная Планка, $h \approx 6,63 \cdot 10^{-34}$ Дж·с
Скорость света в вакууме, $c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с
$P = 10 \cdot 10^{-3} \text{ Вт} = 10^{-2} \text{ Вт}$
$\lambda = 0,6 \cdot 10^{-6} \text{ м} = 6 \cdot 10^{-7} \text{ м}$
Найти:
Количество фотонов $N$ - ?
Решение:
1. Найдем энергию одного фотона по формуле Планка:
$E_1 = \frac{hc}{\lambda}$
$E_1 = \frac{6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}}{6 \cdot 10^{-7} \text{ м}} \approx 3,315 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
2. Общая энергия, излучаемая источником за время $t$, равна произведению мощности на время:
$E_{общ} = P \cdot t$
$E_{общ} = 10^{-2} \text{ Вт} \cdot 1 \text{ с} = 10^{-2} \text{ Дж}$
3. Количество фотонов $N$, излучаемых за 1 секунду, равно отношению общей энергии к энергии одного фотона:
$N = \frac{E_{общ}}{E_1}$
$N = \frac{10^{-2} \text{ Дж}}{3,315 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}} \approx 3,02 \cdot 10^{16}$
Ответ: за одну секунду источник излучает примерно $3,02 \cdot 10^{16}$ фотонов.
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 11 класс, для упражнения Вариант 1 расположенного на странице 31 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 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 Вариант 1 (с. 31), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.