Если энергия первого фотона в 4 раза больше энергии второго, то какое отношение импульса первого фотона к импульсу второго?

Физика 11 класс Импульс и энергия фотонов физика 11 класс энергия фотонов импульс фотонов отношение импульсов закон сохранения импульса фотон квантовая физика задачи по физике Оптика волновая природа света Новый

Давайте разберем задачу о сравнении импульсов двух фотонов, где энергия первого фотона в 4 раза больше энергии второго. Начнем с формул, которые помогут нам понять связь между энергией и импульсом фотонов.

Энергия фотона определяется формулой:

E = hc / λ

где:

• h - постоянная Планка,
• c - скорость света,
• λ - длина волны фотона.

Согласно условию задачи, энергия первого фотона (E1) в 4 раза больше энергии второго фотона (E2). Это можно записать так:

E1 = 4E2

Теперь подставим выражение для энергии:

hc / λ1 = 4 * (hc / λ2)

Мы можем сократить hc с обеих сторон уравнения (так как скорость света и постоянная Планка - это константы) и упростить его:

1 / λ1 = 4 / λ2

Теперь, перемножим обе стороны на λ1 * λ2, чтобы выразить отношение длин волн:

λ2 = 4λ1

Теперь, мы можем перейти к импульсу фотона, который определяется формулой:

p = h / λ

Следовательно, импульс первого фотона (p1) и второго фотона (p2) можно выразить так:

p1 = h / λ1

p2 = h / λ2

Теперь подставим выражение для λ2:

p2 = h / (4λ1)

Теперь можем найти отношение импульсов:

p1 / p2 = (h / λ1) / (h / (4λ1))

Снова сокращаем h и λ1, и получаем:

p1 / p2 = 4

Ответ: Импульс первого фотона в 4 раза больше импульса второго фотона.