Fizică Mecanică
Formule pentru impulsul fotonilor
Impulsul unui foton se calculează cu formula p = h/λ sau p = E/c, unde h este constanta lui Planck, λ este lungimea de undă, E este energia fotonului și c este viteza luminii. Aceste formule arată că impulsul depinde invers proporțional de lungimea de undă sau direct de energie. Fotonii, deși nu au masă, au impuls, ceea ce explică efecte ca presiunea radiației.
Formule de bază pentru impulsul fotonilor
- Formula cu lungimea de undă p = h/λ, unde p este impulsul (în kg·m/s), h = 6,63 × 10⁻³⁴ J·s (constanta lui Planck), λ este lungimea de undă (în metri). Exemplu: pentru λ = 500 nm = 5 × 10⁻⁷ m, p ≈ 1,33 × 10⁻²⁷ kg·m/s.
- Formula cu energia p = E/c, unde E este energia fotonului (în jouli), c = 3 × 10⁸ m/s (viteza luminii). Dacă E = 2 × 10⁻¹⁹ J, atunci p ≈ 6,67 × 10⁻²⁸ kg·m/s.
- Relația dintre formule Cele două formule sunt echivalente deoarece E = h·f și c = λ·f, unde f este frecvența. Astfel, p = h/λ = (h·f)/c = E/c.
Aplicații și exemple practice
- Presiunea radiației Impulsul fotonilor explică de ce lumina exercită forță pe suprafețe, folosit în panouri solare sau în propulsia solară pentru nave spațiale.
- Efectul Compton În fizica cuantică, ciocnirea fotonilor cu electroni demonstrează conservarea impulsului, cu schimbări măsurabile în lungimea de undă.
- Calcul simplu Pentru un foton cu λ = 600 nm (lumină roșie), p = 6,63×10⁻³⁴ / 6×10⁻⁷ ≈ 1,1×10⁻²⁷ kg·m/s. Valoarea mică arată de ce efectele sunt observabile doar la scară microscopică.
Memorează că p = h/λ este cea mai folosită formulă; verifică unitățile (λ în metri, h în J·s) pentru a evita erorile de calcul.