- 光子的动量
- 共21题
（1）人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ（电子质量me=9.11×10-31kg，普朗克常量h=6.63×10-34J•s，1eV=1.60×10-19J）
（2）风力发电是一种环保的电能获取方式．图为某风力发电站外观图．设计每台风力发电机的功率为40kW．实验
测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？
正确答案
（1）爱因斯坦提出的光子说很好的解释了光电效应现象．
由爱因斯坦光电效应方程：EK=hv-W0 ①
光速、波长、频率之间关系：c=λv ②
联立①②得紫外线的波长为：
λ=
（2）风力发电过程是利用风的动能转化为电能；设发电机的叶片长度为r，则单位时间内吹过叶片的风的体积为：V=vπr2
则单位时间内风的动能为：EK=
联立①②得风力发电机的叶片长度为：r=10m．
功率为P的点光标，放在折射率为n的水中，在水中光源均匀向周围辐射波长为λ的光，则在水中以光源为球心，半径为R的球面上，面积为S的一小块球面上每秒通过的光子数？
正确答案
光子能量E=h
则单位时间内发出的光子数n=
面积为S的一小块球面上每秒通过的光子数N=
答：面积为S的一小块球面上每秒通过的光子数为
光具有粒波二象性，光子的能量ε=hν，其中频率ν表示波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系
若某激光管以Pw=60 W的功率发射波长λ=663 nm的光束，试根据上述理论计算：
(1)该管在1s内发射出多少个光子？
(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？
正确答案
解：(1)设在时间△t内发射出的光子数为n，光子频率为ν，每个光子的能量ε=hν
所以
而
解得n
(2)在时间△t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n个光子的总动量为
根据动量定理有F·△t=P总则
又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力：F'=-F=-2×10-7 N
某种单色光在真空中的波长为λ，速度为c，普朗克恒量为h，现将此单色光以入射角i由真空射入水中，折射角为r，则此光在水中的波长为______，每个光子在水中的能量为______．
正确答案
光的折射率为n=
光在水中与真空中频率相同，设为γ．设此光在水中的波长为λ′，速度为v．
由n=
由①②联立解得，此光在水中的波长为λ′=
光子的能量为E=hγ=h
故答案为：
已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，氦3（
正确答案
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