Что называют фотоном? Чему равна его энергия?
Фотон – это квант электромагнитного излучения, который обладает энергией, но не имеет массы покоя. Энергия фотона определяется по формуле: E = hν,
где h – постоянная Планка, ν – частота излучения.
Чему равна постоянная Планка?
h ≈ 6,63 × 10⁻³⁴ Дж·с.
1. Определите расстояние, на которое распространяется в вакууме электромагнитная волна за 1 ч.
Скорость света в вакууме c = 3 × 10⁸ м/с. Время t = 1 час = 3600 секунд.
Расстояние: L = c × t = (3 × 10⁸ м/с) × (3600 с) = 1,08 × 10¹² м.
2. Через какое время радиосигнал, посланный с Земли на Луну, отразившись от её поверхности, вернётся на Землю? Расстояние от Луны до Земли считайте равным 3,6 • 10^5 км.
Расстояние до Луны L = 3,6 × 10⁵ км = 3,6 × 10⁸ м. Скорость распространения сигнала c = 3 × 10⁸ м/с.
Время в одну сторону: t = L / c = (3,6 × 10⁸ м) / (3 × 10⁸ м/с) = 1,2 с.
Полное время туда и обратно: T = 2t = 2,4 с.
3. По международному соглашению длина радиоволны сигнала бедствия SOS равна 600 м. Определите частоту этой волны.
Формула связи длины волны λ и частоты ν:
ν = c / λ
где c = 3 × 10⁸ м/с (скорость света), λ = 600 м.
ν = (3 × 10⁸ м/с) / (600 м) = 5 × 10⁵ Гц = 500 кГц.
4. Период колебаний зарядов в передающей антенне равен 3 нс. Определите длину излучаемой радиоволны.
Используем ту же формулу:
λ = c × T,
где T = 3 нс = 3 × 10⁻⁹ с.
λ = (3 × 10⁸ м/с) × (3 × 10⁻⁹ с) = 0,9 м.
5. Определите энергию фотона, если ему соответствует волна, длина которой равна 600 нм.
Формула:
E = h × c / λ,
где h = 6,63 × 10⁻³⁴ Дж·с, λ = 600 нм = 600 × 10⁻⁹ м.
E = (6,63 × 10⁻³⁴ Дж·с × 3 × 10⁸ м/с) / (600 × 10⁻⁹ м).
E ≈ 3,32 × 10⁻¹⁹ Дж.
6. Энергия гамма-кванта равна 2 • 10^-13 Дж. Определите частоту колебаний соответствующей ему электромагнитной волны, а также длину этой волны в воздухе.
Частота: ν = E / h = (2 × 10⁻¹³ Дж) / (6,63 × 10⁻³⁴ Дж·с) = 3,02 × 10²⁰ Гц.
Длина волны: λ = c / ν = (3 × 10⁸ м/с) / (3,02 × 10²⁰ Гц) ≈ 9,93 × 10⁻¹³ м.
7. Подготовьте реферат на одну из следующих тем: «Инфракрасные волны (открытие У. Гершеля)», «Ультрафиолетовые волны (открытие И. В. Риттера)», «Рентгеновское излучение (открытие В. Рентгена)», используя справочники, учебные энциклопедии, материалы образовательных интернет-ресурсов. Сделайте сообщение в классе.
8. Подготовьте реферат на тему «Электромагнитные волны», содержащее информацию о применении волн различных диапазонов. При подготовке используйте материалы интернет-ресурса. Сделайте сообщение в классе.
9. Сделайте доклад в классе о биологическом действии видимого, ультрафиолетового и рентгеновского излучений.