Ответьте на вопросы, страница 201 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

Можно ли на основе формул (3–5) утверждать, что свет обладает как свойствами электромагнитной волны, так и свойствами потока частиц?

Да, на основе формул, связывающих корпускулярные и волновые характеристики света, можно утверждать, что он обладает двойственной природой, то есть проявляет свойства как электромагнитной волны, так и потока частиц (фотонов). Этот принцип известен как корпускулярно-волновой дуализм.

Хотя конкретные формулы (3–5) из учебника не приведены, можно с уверенностью предположить, что речь идет о фундаментальных соотношениях квантовой физики, которые и описывают эту двойственность. Главными из них являются:

1. Формула Планка-Эйнштейна для энергии фотона: $E = h\nu$. В этой формуле энергия $\text{E}$, которая является характеристикой частицы (корпускулы), напрямую связана с частотой $\nu$, которая является характеристикой волны. Константа $\text{h}$ — это постоянная Планка. Эта формула показывает, что свет излучается и поглощается дискретными порциями — квантами (фотонами), что является свойством частиц, но энергия этих порций определяется его волновой характеристикой — частотой.

2. Формула де Бройля для импульса фотона: $p = \frac{h}{\lambda}$. Здесь импульс $\text{p}$, присущий частицам, связан с длиной волны $\lambda$, которая является волновой характеристикой. Таким образом, свету, как потоку частиц-фотонов, можно сопоставить волну, и наоборот. Наличие импульса у фотонов подтверждается, например, явлением светового давления.

Эти формулы (а также связанные с ними, например, $E = pc$ или $c = \lambda\nu$) и являются математическим выражением корпускулярно-волнового дуализма. Они показывают, что для полного описания света необходимо использовать оба подхода — и волновой, и корпускулярный. Волновые свойства (интерференция, дифракция) описываются через $\lambda$ и $\nu$, а корпускулярные (фотоэффект, эффект Комптона) — через $\text{E}$ и $\text{p}$. Сам факт существования уравнений, связывающих эти два набора характеристик, доказывает, что они описывают одну и ту же сущность — свет.

Ответ: Да, можно, поскольку эти формулы (в частности, $E = h\nu$ и $p = h/\lambda$) напрямую связывают корпускулярные характеристики света (энергию $\text{E}$ и импульс $\text{p}$) с его волновыми характеристиками (частотой $\nu$ и длиной волны $\lambda$), что является математическим выражением и фундаментальным доказательством корпускулярно-волнового дуализма света.