يفترض علماء الفيزياء الحديثه اللي في الاشعه تحت حمراء مقارنه بفتول الاشعه فوق بنفسجيه عند ثقالها من الفضاء له كميه تحرك اقل ولا سرعه اقل ولا طاقه اكبر ولا كتله مكافاه

أهلاً بك يا بطل في منصة المأذون في الفيزياء!

سؤالك ممتاز جداً ويربط بين خصائص الفوتونات في الفيزياء الحديثة (الفصل الخامس: ازدواجية الموجة والجسيم).

للإجابة على هذا السؤال، يجب أن نقارن بين فوتون الأشعة تحت الحمراء (IR) وفوتون الأشعة فوق البنفسجية (UV) من حيث الخصائص المختلفة:

• السرعة: جميع الموجات الكهرومغناطيسية (بما فيها تحت الحمراء وفوق البنفسجية) تتحرك في الفضاء (الفراغ) بنفس السرعة، وهي سرعة الضوء \( c = 3 \times 10^8 \text{ m/s} \). إذن السرعة ثابتة وليست أقل.
• الطاقة: طاقة الفوتون تُعطى بالعلاقة \( E = h\nu \). نحن نعلم أن تردد الأشعة فوق البنفسجية أكبر بكثير من تردد الأشعة تحت الحمراء. بالتالي، طاقة فوتون الأشعة تحت الحمراء أقل وليست أكبر.
• الكتلة المكافئة: من معادلة أينشتاين \( m = \frac{E}{c^2} \)، بما أن طاقة الأشعة تحت الحمراء أقل، فإن كتلتها المكافئة أثناء التحرك تكون أقل.
• كمية التحرك: كمية تحرك الفوتون تُحسب من العلاقة \( p_L = \frac{E}{c} = \frac{h}{\lambda} \). وبما أن طاقة فوتون الأشعة تحت الحمراء أقل من طاقة فوتون الأشعة فوق البنفسجية، وسرعتهما متساوية \( c \)، فإن كمية تحرك فوتون الأشعة تحت الحمراء تكون أقل.

إذن الإجابة الصحيحة هي: فوتون الأشعة تحت الحمراء له كمية تحرك أقل.

📚 لشرح أعمق ومسائل تطبيقية أكتر، اشترك في منصة المأذون.