Номер 6, страница 134 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

6. Какими свойствами обладают фотоны?

Фотон — это элементарная частица, которая является квантом электромагнитного поля (например, видимого света, рентгеновских лучей, радиоволн). Он обладает уникальным набором свойств, объединяя в себе черты и частицы, и волны (это явление называется корпускулярно-волновым дуализмом).

Основные свойства фотона:

1. Отсутствие массы покоя и электрического заряда. Фотон является безмассовой ($m_0 = 0$) и электрически нейтральной ($q = 0$) частицей. Это означает, что он не может существовать в состоянии покоя и всегда находится в движении.

2. Скорость. В вакууме фотон движется с постоянной и максимально возможной скоростью — скоростью света $\text{c}$, равной приблизительно $299~792~458$ м/с. В любой среде (например, в воде или стекле) скорость фотона меньше, чем в вакууме.

3. Энергия. Энергия фотона ($\text{E}$) прямо пропорциональна его частоте ($\nu$) и обратно пропорциональна длине волны ($\lambda$). Она определяется по формуле Планка:
$E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$
где $\text{h}$ — постоянная Планка (приблизительно $6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с).

4. Импульс. Несмотря на нулевую массу покоя, фотон обладает импульсом ($\text{p}$). Величина импульса фотона связана с его энергией и длиной волны:
$p = \frac{E}{c} = \frac{h}{\lambda}$
Наличие импульса у фотонов объясняет явление светового давления.

5. Спин. Фотон является бозоном — частицей с целым спином. Спин фотона равен 1. Это свойство связано с поляризацией электромагнитного излучения.

6. Корпускулярно-волновой дуализм. Фотон проявляет двойственную природу. В одних явлениях (например, фотоэффект) он ведет себя как частица, в других (например, дифракция и интерференция) — как волна.

7. Стабильность. Фотон — стабильная частица. Он не распадается самопроизвольно. Фотон может быть рождён (испущен) или уничтожен (поглощён) при взаимодействии с другими частицами.

8. Взаимодействие. Как переносчик электромагнитного взаимодействия, фотон взаимодействует со всеми частицами, имеющими электрический заряд.

Ответ: Фотон — это безмассовая ($m_0=0$) и незаряженная ($q=0$) элементарная частица, движущаяся со скоростью света в вакууме. Он является квантом энергии ($E=h\nu$), обладает импульсом ($p=h/\lambda$), проявляет корпускулярно-волновой дуализм, стабилен и является бозоном со спином 1, переносящим электромагнитное взаимодействие.