Импульс фотона
Импульс фотона — это физическая величина, характеризующая механическое действие света: при поглощении или отражении фотон передаёт телу импульс. В отличие от частиц с массой покоя, фотон не имеет массы покоя, но обладает импульсом.
Фотон — квант электромагнитного излучения; подробнее см. фотоны. Его энергию удобно находить по формуле Планка: энергия фотона равна \(E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}\).
Формулы
Здесь \(h\) — постоянная Планка, а \(c\approx3\cdot10^8\ \text{м/с}\). Поэтому при одинаковой энергии более быстрый фотон не имеет большего импульса: в вакууме все фотоны распространяются с одной и той же скоростью \(c\). Чем меньше длина волны, тем больше импульс.
Для фотона с длиной волны \(\lambda=600\ \text{нм}=6\cdot10^{-7}\ \text{м}\) импульс равен \(p=\frac{h}{\lambda}\approx\frac{6{,}63\cdot10^{-34}}{6\cdot10^{-7}}\approx1{,}1\cdot10^{-27}\ \text{кг·м/с}\).
Импульс фотона не равен его энергии: у этих величин разные единицы измерения. Связь \(E=pc\) справедлива для фотона в вакууме. Длина волны де Бройля относится к движущимся частицам и использует ту же общую связь \(p=\frac{h}{\lambda}\), но описывает другой физический объект.
Как изменится импульс фотона, если длину волны уменьшить в 2 раза?
Главное
- Импульс фотона направлен вдоль распространения света и равен \(p=\frac{E}{c}\).
- Через частоту и длину волны: \(p=\frac{h\nu}{c}=\frac{h}{\lambda}\).
- Единица импульса в СИ — кг·м/с; при уменьшении длины волны импульс возрастает.