В цилиндре диаметром D=40 см содержится двухатомный газ объёмом V=80 дм 3 . Насколько следует увеличить нагрузку поршня при подводе количества теплоты Q=84 Дж, чтобы поршень не пришёл в движение?
Пусть масса вагона равна М. Система движется, как целое, поэтому ускорение первого и второго вагонов одинаковое, пусть оно равно а. Силу трения можно не учитывать, она одинакова для первого и второго вагонов. Пусть между локомотивом и первым вагоном сила натяжения равна Т₁, между первым и вторым вагонами Т₂. Тогда II з-н Ньютона в проекции на ось ОХ, направление которой совпадает с направлением движения запишется для первого вагона так: Ма = Т₁ - Т₂ А для второго так: Ма = Т₂ Решая эту простенькую систему получим, что Т₁ = 2Ма; Т₂ = Ма. Отсюда Т₁/Т₂ = 2.
Из классической механики известно, что импульс определяется как произведение массы и скорости :
Фотон - это частица света, и движется фотон со скоростью света . Значит, импульс фотона определяется как
Энергия по закону Эйнштейна равна . Отсюда видно, что энергия связана с импульсом следующим образом: . С другой стороны, с квантовой точки зрения, энергия фотона равна произведению постоянной Планка и частоты :
Или выражая частоту через длину волны () получим
Таким образом, импульс связан с длиной волны следующим образом:
Кстати, это выражение часто называют гипотезой де Бройля и справедливо не только для фотонов, но и для электронов.
В итоге, получаем, что при увеличении длины световой волны в 2 раза (), импульс фотона уменьшится в 2 раза: .
Силу трения можно не учитывать, она одинакова для первого и второго вагонов. Пусть между локомотивом и первым вагоном сила натяжения равна Т₁, между первым и вторым вагонами Т₂.
Тогда II з-н Ньютона в проекции на ось ОХ, направление которой совпадает с направлением движения запишется для первого вагона так: Ма = Т₁ - Т₂
А для второго так: Ма = Т₂
Решая эту простенькую систему получим, что Т₁ = 2Ма; Т₂ = Ма.
Отсюда Т₁/Т₂ = 2.
Фотон - это частица света, и движется фотон со скоростью света . Значит, импульс фотона определяется как
Энергия по закону Эйнштейна равна
.
Отсюда видно, что энергия связана с импульсом следующим образом:
.
С другой стороны, с квантовой точки зрения, энергия фотона равна произведению постоянной Планка и частоты :
Или выражая частоту через длину волны () получим
Таким образом, импульс связан с длиной волны следующим образом:
Кстати, это выражение часто называют гипотезой де Бройля и справедливо не только для фотонов, но и для электронов.
В итоге, получаем, что при увеличении длины световой волны в 2 раза (), импульс фотона уменьшится в 2 раза:
.
ответ: импульс уменьшится в 2 раза.