高校物理「電子と光」光子のエネルギーと運動量A
◆問題
振動数5.0×1014Hzの光子について、次の問いに答えよ。ただし、プランク定数を6.6×10-34,真空中の光速を3.0×108m/sとする。
(1) この光子がもつエネルギーを求めよ。
(2) この光子の運動量を求めよ。
この記事では(2)を解説します。
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良問の風物理頻出・標準入試問題集 (河合塾シリーズ)
光子の運動量をp,プランク定数をh,振動数をν,光速をcとすると、
p=hν/c
の関係式が成り立ちます。
また、波の速さv,振動数f,波長vの間にはv=fλの関係が成り立つので、c=νλより、ν=c/λです。
これをp=hν/cに代入すると、
p=h・(c/λ)/cより、p=h/λ
と書き換えることもできます。
さらに、E=hνなので、p=E/cと表すこともできます。
今回の問題では、(1)で、E=3.3×10-19がわかっているので、p=E/cに代入してみましょう!
光速は3.0×108なので、
p=3.3×10-19/3.0×108
=1.1×10-27[kg・m/s]
この問題の最初に戻る→光子のエネルギー
◆関連項目
原子まとめ、電気・磁気まとめ
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2022年03月24日
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