Решить две задачи из физики. Задача 1: определить энергию фотонов, связанных с поглощением красного света длиной волны 0,68 мкм, и объяснить зеленый цвет листьев (2,9 * 10 -19 Дж). Задача 2: вычислить энергию кванта излучения бактерицидной лампы с длиной волны 0,25 мкм и объяснить, почему видимый свет не обладает бактерицидным действием (8 * 10 -19 Дж).
Ответ на вопрос:
1. Чтобы найти энергию фотона, связанного с поглощением красного света длиной волны 0,68 мкм, мы можем использовать формулу:
E = h * c / λ
где E — энергия фотона, h — постоянная Планка (около 6,626 × 10^(-34) Дж·с), c — скорость света (около 3 × 10^8 м/с), λ — длина волны света.
Подставляя значения в формулу, получим:
E = (6,626 × 10^(-34) Дж·с * 3 × 10^8 м/с) / (0,68 × 10^(-6) м) = 2,9 × 10^(-19) Дж
Таким образом, энергия фотона, связанного с поглощением красного света длиной волны 0,68 мкм, составляет 2,9 × 10^(-19) Дж.
2. Зеленый цвет листьев объясняется физиологическими характеристиками хлоропластов, клеточных структур, которые содержат хлорофилл — пигмент, отвечающий за поглощение света. Хлорофилл поглощает свет в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм. Принимая во внимание, что зеленый цвет находится в середине этого диапазона, можно сделать вывод, что хлорофилл поглощает свет с длиной волны, соответствующей зеленому цвету. Остальные цвета (красный, синий и др.) поглощаются и отражаются меньше, поэтому листья кажутся зелеными.
Задача 2:
1. Чтобы вычислить энергию кванта излучения бактерицидной лампы с длиной волны 0,25 мкм, мы можем использовать ту же формулу:
E = h * c / λ
Подставим значения в формулу:
E = (6,626 × 10^(-34) Дж·с * 3 × 10^8 м/с) / (0,25 × 10^(-6) м) = 8 × 10^(-19) Дж
Таким образом, энергия кванта излучения бактерицидной лампы с длиной волны 0,25 мкм составляет 8 × 10^(-19) Дж.
2. Почему видимый свет не обладает бактерицидным действием? Бактерицидное действие его не обнаруживает потому, что бактерии и другие микроорганизмы имеют различные пигменты или ферменты, обладающие способностью поглощать энергию с длиной волны, соответствующей ультрафиолету (как в бактерицидной лампе). Таким образом, ультрафиолетовое излучение может повреждать или убивать бактерии, но это не применимо к видимому свету, поскольку его длина волны не соответствует диапазону, который может нанести вред бактериям.