Определить импульс фотона голубого излучения длина волны которого 500HM при его полном поглощении и полном отражении телом

Для решения задачи определим импульс фотона голубого излучения с длиной волны 500 нм (нанометров) при его полном поглощении и полном отражении телом.

1. Импульс фотона

Импульс фотона можно вычислить с использованием формулы для энергии фотона и связи между энергией и импульсом:

1. Энергия фотона:

Энергия фотона $E$ связана с его частотой $\nu$ через формулу:

где:

• $h$ — постоянная Планка $h = 6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж·с}$,
• $\nu$ — частота фотона.

Частота $\nu$ и длина волны $\lambda$ фотона связаны через скорость света $c$:

где:

• $c$ — скорость света в вакууме $c = 3.0 \times 10^8 \, \text{м/с}$,
• $\lambda$ — длина волны фотона (в данном случае $\lambda = 500 \, \text{нм} = 500 \times 10^{-9} \, \text{м}$).

Подставим выражение для частоты в формулу для энергии:

Подставим числовые значения:

2. Импульс фотона:

Импульс фотона $p$ связан с его энергией $E$ через выражение:

Теперь, подставим значение энергии $E$, которое мы нашли, и скорость света $c$:

Итак, импульс одного фотона голубого излучения с длиной волны 500 нм равен приблизительно $1.326 \times 10^{-27} \, \text{кг·м/с}$.

2. Полное поглощение и полное отражение

• Полное поглощение: При полном поглощении фотона его импульс передается телу. Таким образом, тело приобретает импульс, равный импульсу поглощённого фотона, то есть $p = 1.326 \times 10^{-27} \, \text{кг·м/с}$.

• Полное отражение: При полном отражении фотон изменяет направление, но его энергия и импульс сохраняются. Однако импульс фотона изменяется по направлению, и тело получает импульс, равный дважды импульсу фотона (так как отражение означает смену направления на противоположное). Таким образом, импульс, передаваемый телу при полном отражении, будет $2p$, то есть:

Ответ:

• При полном поглощении импульс, переданный телу, равен $1.326 \times 10^{-27} \, \text{кг·м/с}$.
• При полном отражении импульс, переданный телу, равен $2.652 \times 10^{-27} \, \text{кг·м/с}$.