Реши 3 вариант на фото по физике
Давайте разберём задачу по порядку и пошагово.
Задача 1: Определите массу фотона жёлтого света (λ = 600 нм)
Известные данные:
- Длина волны фотона, λ = 600 нм = 600 × 10⁻⁹ м
- Постоянная Планка, h ≈ 6.626 × 10⁻³⁴ Дж·с
- Скорость света, c ≈ 3.0 × 10⁸ м/с
Нам нужно найти массу фотона, m.
Решение:
1. Энергия фотона:
Энергия фотона связана с его длиной волны по формуле:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
где:
- \(h\) — постоянная Планка,
- \(c\) — скорость света,
- \(\lambda\) — длина волны.
Подставим значения:
\[ E = \frac{(6.626 \times 10^{-34}) \times (3.0 \times 10^{8})}{600 \times 10^{-9}} \]
Вычислим числитель:
\[ 6.626 \times 10^{-34} \times 3.0 \times 10^{8} = 1.9878 \times 10^{-25} \]
Теперь делим на длину волны:
\[ E = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{600 \times 10^{-9}} = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{6 \times 10^{-7}} \]
Деление:
\[ E = 1.9878 \times 10^{-25} \div 6 \times 10^{-7} \approx 3.313 \times 10^{-19} \text{ Дж} \]
2. Связь энергии и массы фотона:
Фотон обладает нулевой покояной массой, но поскольку в задаче требуется найти массу, предполагается использование уравнения Эйнштейна для релятивистской массы:
\[ E = mc^2 \]
Отсюда:
\[ m = \frac{E}{c^2} \]
Подставим значения:
\[ m = \frac{3.313 \times 10^{-19}}{(3.0 \times 10^{8})^2} = \frac{3.313 \times 10^{-19}}{9 \times 10^{16}} \approx 3.681 \times 10^{-36} \text{ кг} \]
Ответ к задаче 1:
\[ \boxed{ \text{Масса фотона } \approx 3.68 \times 10^{-36} \text{ кг} } \]
Задача 2: Произойдет ли фотоэффект для синего света (λ = 480 нм), если работа выхода электрона равна 7,2×10⁻¹⁹ Дж?
Известные данные:
- λ = 480 нм = 480 × 10⁻⁹ м
- Работа выхода \(W = 7.2 \times 10^{-19}\) Дж
- Длина волны синего света
Решение:
1. Энергия фотона:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
Подставим:
\[ E = \frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3.0 \times 10^{8}}{480 \times 10^{-9}} \]
Вычислим числитель:
\[ 1.9878 \times 10^{-25} \]
Делим на длину волны:
\[ E = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{4.8 \times 10^{-7}} \approx 4.141 \times 10^{-19} \text{ Дж} \]
2. Сравнение с работой выхода:
- Энергия фотона: \(E \approx 4.14 \times 10^{-19}\) Дж
- Работа выхода: \(W = 7.2 \times 10^{-19}\) Дж
Так как энергия фотона меньше работы выхода, фотоэффект не произойдёт, потому что фотон не имеет достаточной энергии, чтобы выбить электрон.
Ответ к задаче 2:
Фотоэффект не произойдет, так как энергия фотона меньше работы выхода.
Если нужно, я могу дополнительно пояснить или решить конкретные другии задачи.
