Пример 4. При перестройке работы лазера мощность испускаемого им светового пучка уменьшилась в 3 раза, а энергия каждого испускаемого фотона возросла в 2 раза. Во сколько раз увеличилась при этом частота испускаемого лазером света?
Ответ: в ____ раз(а).
Средний процент выполнения -30.
В квантовой физике было всего одно задание на применение формул. И здесь результаты выполнения сильно разнились в зависимости от тематики заданий. Так, для заданий на понимание строения атома и ядра продемонстрирован результат в 77%, для заданий на определение периода полураспада по закону радиоактивного распада — 61%. А вот с заданиями на сравнение частоты и длины волны фотонов для двух случаев справилось в среднем лишь около трети экзаменуемых.
Источник (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=719): Демидова М.Ю., Грибов В.А. Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2023 года по физике. Москва, 2023.
Авторское решение. Очевидно, что большинство участников экзамена, писавших эту группу вариантов, не понимает, что частота фотона определяется только его энергией. Мощность же светового пучка в данном случае определяется как числом фотонов, испускаемых в единицу времени, так и их энергией. В данном случае число испускаемых в единицу времени фотонов в результате перестройки сократилось в 6 раз.
Решение. Частота ν фотона (света) и его энергия E связаны соотношением
\[E=h \cdot \nu \ \text{или}\ \nu =\frac{E}{h}.\ \ \ (1)\]
Из уравнения (1) следует, что при увеличении энергии E в 2 раза (h — это постоянная величина), частота ν увеличится во столько же раз, т.е. в 2 раза.
Ответ: в 2 раз(а).