Решение задачи по физике: Планк, фотон, частота

Вариант 1 1. Фамилия немецкого ученого — основоположника квантовой физики — Макс Планк. Именно он в 1900 году выдвинул гипотезу о том, что энергия излучается и поглощается отдельными порциями — квантами. 2. Нет, фотоны не обладают электрическим зарядом. Фoton — это нейтральная элементарная частица. 3. Дано: \[ \lambda = 7,5 \cdot 10^{-7} \text{ м} \] \[ c = 3 \cdot 10^8 \text{ м/с} \] Найти: \( \nu \) — ? Решение: Связь между скоростью света, длиной волны и частотой выражается формулой: \[ c = \lambda \cdot \nu \] Отсюда частота равна: \[ \nu = \frac{c}{\lambda} \] Подставим значения: \[ \nu = \frac{3 \cdot 10^8}{7,5 \cdot 10^{-7}} = 0,4 \cdot 10^{15} = 4 \cdot 10^{14} \text{ Гц} \] Ответ: \( 4 \cdot 10^{14} \text{ Гц} \). 4. Дано: \[ \nu = 6,3 \cdot 10^{14} \text{ Гц} \] \[ h = 6,6 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \] Найти: \( E \) — ? Решение: Энергия фотона определяется по формуле Планка: \[ E = h \cdot \nu \] Подставим значения: \[ E = 6,6 \cdot 10^{-34} \cdot 6,3 \cdot 10^{14} \approx 41,58 \cdot 10^{-20} \text{ Дж} \] Для удобства записи: \[ E \approx 4,16 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \] Ответ: \( 4,16 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \). Вариант 2 1. Ученый, который предположил, что свет — это электромагнитная волна, — Джеймс Клерк Максвелл. 2. В вакууме фотоны всегда движутся со скоростью света, которая составляет примерно \( 3 \cdot 10^8 \text{ м/с} \). 3. Дано: \[ \nu = 8 \cdot 10^{14} \text{ Гц} \] \[ c = 3 \cdot 10^8 \text{ м/с} \] Найти: \( \lambda \) — ? Решение: Используем формулу связи скорости, частоты и длины волны: \[ c = \lambda \cdot \nu \] Отсюда длина волны: \[ \lambda = \frac{c}{\nu} \] Подставим значения: \[ \lambda = \frac{3 \cdot 10^8}{8 \cdot 10^{14}} = 0,375 \cdot 10^{-6} \text{ м} = 3,75 \cdot 10^{-7} \text{ м} \] Ответ: \( 3,75 \cdot 10^{-7} \text{ м} \). 4. Дано: \[ \nu = 5,1 \cdot 10^{14} \text{ Гц} \] \[ h = 6,6 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \] Найти: \( E \) — ? Решение: Энергия фотона вычисляется по формуле: \[ E = h \cdot \nu \] Подставим значения: \[ E = 6,6 \cdot 10^{-34} \cdot 5,1 \cdot 10^{14} = 33,66 \cdot 10^{-20} \text{ Дж} \] Для удобства записи: \[ E = 3,366 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \] Ответ: \( 3,366 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \).