1) Для определения энергии‚ массы и импульса фотона с известной длиной волны ν‚ мы можем использовать формулы‚ связывающие эти величины⁚
Энергия фотона E hν‚
Масса фотона m E/c^2‚
Импульс фотона p E/c.Для заданной длины волны ν 380 нм и известных значений постоянной Планка h и скорости света c‚ мы можем определить энергию‚ массу и импульс фотона.Энергия фотона⁚
E hν (6‚626•10^-34 Дж•с)(3•10^8 м/с)/(380•10^-9 м) 5‚51•10^-19 Дж
Масса фотона⁚
m E/c^2 (5‚51•10^-19 Дж)/(9•10^16 м^2/с^2) 6‚12•10^-36 кг
Импульс фотона⁚
p E/c (5‚51•10^-19 Дж)/(3•10^8 м/с) 1‚84•10^-27 кг•м/с
Таким образом‚ фотон с длиной волны 380 нм имеет энергию 5‚51•10^-19 Дж‚ массу 6‚12•10^-36 кг и импульс 1‚84•10^-27 кг•м/с.
2) Во втором энергетическом состоянии атома водорода‚ обозначенном Е2 -3 эВ‚ атом находится в первом возбужденном состоянии. Среднее время жизни атома в этом состоянии до перехода на основной уровень с испусканием фотона составляет 10^-8 с.Согласно планетарной модели атома‚ при переходе электрона с одной орбиты на другую происходят квантовые переходы‚ и считается‚ что электрон делает целое число оборотов на орбите.Чтобы определить количество оборотов N‚ сделанных электроном за время 10^-8 с‚ мы можем использовать соотношение между периодом обращения электрона T и средним временем жизни τ⁚
T 2πN / ν τ‚
где ν ⸺ частота перехода электрона на основной уровень‚ равная 1/τ.Таким образом‚ количество оборотов N равно⁚
N (2π/ν) * τ (2π/1) * 10^-8 с 6‚28•10^-8.
Следовательно‚ электрон на орбите совершит около 6‚28•10^-8 оборотов за время 10^-8 с в соответствии с планетарной моделью атома.