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Aufgabe:

Zwei Photonen besitzen unterschiedliche Frequenzen (ν1 und ν2). Begründe welches die größere Masse hat. Verwende dazu die Beziehungen von Albert Einstein (Beziehung zwischen der Energie und der Masse von Materiewelle) und Max Planck (Beziehung zwischen der Energie und der Frequenz von Wellen)

---> E = h *ν (Max Planck)

----> E= m * c2  (Albert Einstein)

ν=Frequenz

Wie muss man hier vorgehen?

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Salut,


Zwei Photonen besitzen unterschiedliche Frequenzen (ν1 und ν2). Begründe welches die größere Masse hat. Verwende dazu die Beziehungen von Albert Einstein (Beziehung zwischen der Energie und der Masse von Materiewelle) und Max Planck (Beziehung zwischen der Energie und der Frequenz von Wellen)

---> E = h *ν (Max Planck)

----> E= m * c2  (Albert Einstein)

Dazu musst du doch lediglich zwei Photonen unterschiedlicher Frequenz und damit unterschiedlicher Farbe miteinander vergleichen:

v1 =  7,5 * 1014 Hz ( → violett)

v2 =  5,5 * 1014 Hz ( → grün)

Daraus folgt, gemäß E =  h * v :

E1 =  6,626 * 10-34 J s * 7,5 * 1014 s-1 =  4,97 * 10-19 J

E2 =  6,626 * 10-34 J s * 5,5 * 1014 s-1 =  3,64 * 10-19 J

°°°°°°°°°°°°°

Weiter nun durch Umstellen der Einstein'schen Gleichung nach der Masse m:

m =  E / c

m1 =  4,97 * 10-19 J /  (3 * 108 m s-1)2 =  5,52 * 10-36 kg

m2 =  3,64 * 10-19 J /  (3 * 108 m s-1)2 =  4,04 * 10-36 kg

--------------

Fazit:  Das Photon mit der höheren Lichtfrequenz besitzt die größere Energie und damit zugleich die größere Masse.


Schöne Grüße :)

Avatar von 36 k

Vielen Dank :) eine Frage, wo kann man die Frequenzen der jeweiligen Farben ablesen? Braucht man da ein Spektrum mit den ganzen Farben?

Oder kann man die entsprechenden Wellenlänge der Farben in Frequenz umwandeln?

Die Frequenzen von Farben findest du häufig in Verbindung mit den Wellenlängen in entsprechendem Tabellenwerk.

Beispielsweise hier:

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/farbzerlegung-durch-prismen-und-gitter

https://www.itwissen.info/Rot-red-R.html

Oftmals sind Farbfrequenzen in der Einheit Terahertz THz angegeben, die jedoch leicht durch Multiplikation mit 1012 in die Einheit Hz umwandelbar ist.

Selbstverständlich kannst du aber auch einfach die Frequenz (ƒ)  über die Wellenlänge (λ) berechnen, gemäß folgendem Zusammenhang:

ƒ  =  c / λ

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