- 光源与激光
- 共670题
建立企业管理信息系统的成功因素可能涉及多种,而其中的关键成功因素一般认为应是
A.业务人员的要求
B.高层管理人员的参与
C.网络系统的建设
D.计算机人员的主导
正确答案
B
解析
[解析] 信息系统的研究开发工作能否成功,主要取决于高层管理人员的参与。
如图甲所示的螺线管,横截面积为S、匝数为N、电阻为r,螺线管与一根电阻为2,的金属丝连接,向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图乙所示。求0至t0时间内:
(1)通过金属丝的感应电流大小和方向;
(2)金属丝中感应电流产生的焦耳热量;
(3)金属丝辐射出的光子数。(设金属丝产生的热量全部以频率为v的红外线辐射出来、普朗克常数为h)
正确答案
解:(1)设0至t0时间内回路中的感应电动势为E,感应电流为I,由法拉第电磁感应定律:
根据楞次定律判断,①
②
根据欧姆定律有:③
联立①②③得④
金属丝上的电流方向为由a经金属丝到b⑤
(2)由焦耳定律及④,金属丝上产生的热量为:⑥
(3)设发射m的光子数为n,根据爱因斯坦的光子说,这些光子的能量为:E=mhv⑦
依题意:Q=E⑧
联立⑥⑦⑧可得:⑨
电磁炉专用平底锅的锅底均由耐高温的绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环.导电环所用材料单位长度的电阻为0=0.125πΩ/m,从中心向外第个同心圆环的半径,(=1,2,3,…,7),已知1=1.0cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向变化的磁场,若已知该磁场的磁感应强度的变化率为
(T/m).求:
(1)半径为1的导电圆环中感应电流的最大值是多少?
(2)假设导电产生的热能全部以波长为1.0×10-6 m的红外线光子辐射出来,那么半径为1的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少?
(3)若不计其它损失,所有导电圆环释放的总功率为多大?(以上计算中可取π2=10,普朗克常量=6.6×10-34 J·s)
正确答案
解:(1)由题意得:
所以电流最大值为:
(2)设半径为1的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是,则有:
,其中
A
解得
(3)第个导电圆环上消耗的电功率为:
所以导电圆环释放的总功率为:
在实验室做了一个这样的光学实验,即在一个密闭的暗箱里依次放上小灯泡(紧靠暗箱的左内壁)、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、感光胶片(紧靠暗箱的右内壁),整个装置如图所示,小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱,经过三个月的曝光,在感光胶片上针头影子周围才出现非常清晰的衍射条纹。对感光胶片进行了光能量测量,得出每秒到达感光胶片的光能量是5×10-13J。假如起作用的光波波长约为500 nm,且当时实验测得暗箱的长度为1.2 m,若光子依次通过狭缝,普朗克常量h=6.63×10-34J·s.求:
(1)每秒钟到达感光胶片的光子数;
(2)光束中相邻两光子到达感光胶片相隔的时间和相邻两光子之间的平均距离;
(3)根据第(2)问的计算结果,能否找到支持光是概率波的证据?请简要说明理由。
正确答案
解:(1)设每秒到达感光胶片的光能量为E0,对于=500 nm的光子能量为E=h
①
因此每秒达到感光胶片的光子数为n=E0/E ②
由①、②式及代入数据得n=1.25×106个 ③
(2)光子是依次到达感光胶片的,光束中相邻两光子到达感光胶片的时间间隔
相邻两光子间的平均距离为s=c=2.4×102 m
(3)由第(2)问的计算结果可知,两光子间距有2.4×102 m,而小灯泡到感光胶片之间的距离只有1.2 m,所以在熏黑玻璃右侧的暗箱里一般不可能有两个光子同时同向在运动,这样就排除了衍射条纹是由于光子相互作用产生的波动行为的可能性。因此,衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果,在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域,而暗区是光子到达可能性较小的区域。这个实验支持了光波是概率波的观点。
紫光在真空中的波长是4.5×10-7 m,(普朗克恒量h=6.63×10-34 J·s)问:
(1)紫光光子的能量是多少?
(2)用它照射极限频率是4.62×1014 Hz的金属钾,能否产生光电效应?为什么?
正确答案
解:(1)
(2)能产生光电效应。因为入射光的波长小于金属极限波的波长,即入射光的频率大于金属极限频率。
人眼可观察到的最小功率为1×10-12μW,人眼对绿光(波光为5×10-7m)最敏感,每秒钟至少要射入多少个光子才能引起视觉?
正确答案
解:引起视觉的最小功率为P=1×10-12 μW=1×10-18W
每个光子能量:hν=h=6.63×10-34×
=4.0×10-19J
又P=n·hν
所以n=≈3(个)
计算波长是0.122 0μm的紫外线的光子的能量,用焦耳和电子伏两种单位表示。
正确答案
解:根据光子说光子能量E=hν
E=hν=h=6.63×10-34×
J=1.63×10-18J
1.63×10-18J=10.2eV
某种可见光的波长为8.543×10-7m,则该光束内光子的能量是多少?
正确答案
解:E=hν=h=
J=2.33×10-19J
在实验室做了一个这样的光学实验,即在一个密闭的暗箱里依次放上小灯泡(紧靠暗箱的左内壁)、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、感光胶片(紧靠暗箱的右内壁),整个装置如图所示,小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱,经过三个月的曝光,在感光胶片上针头影子周围才出现非常清晰的衍射条纹。对感光胶片进行了光能量测量,得出每秒到达感光胶片的光能量是5×10-13J。假如起作用的光波波长约为500nm,且当时实验测得暗箱的长度为1.2m,若光子依次通过狭缝,普朗克常量h=6.63×10-34J·s。求:
(1)每秒钟到达感光胶片的光子数;
(2)光束中相邻两光子到达感光胶片相隔的时间和相邻两光子之间的平均距离;
(3)根据第(2)问的计算结果,能否找到支持光是概率波的证据?请简要说明理由。
正确答案
解:(1)设每秒到达感光胶片的光能量为E0
对于=500 nm的光子能量为E=h
①
因此每秒达到感光胶片的光子数为n=E0/E ②
由①、②式及代入数据得n=1.25×106(个)③
(2)光子是依次到达感光胶片的,光束中相邻两光子到达感光胶片的时间间隔
相邻两光子间的平均距离为s=c=2.4×102 m
(3)由第(2)问的计算结果可知,两光子间距有2.4×102 m,而小灯泡到感光胶片之间的距离只有1.2 m,所以在熏黑玻璃右侧的暗箱里一般不可能有两个光子同时同向在运动。这样就排除了衍射条纹是由于光子相互作用产生的波动行为的可能性。因此,衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果,在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域,而暗区是光子到达可能性较小的区域。这个实验支持了光波是概率波的观点。
一亮度可调的台灯(由滑动变阻器与灯泡串联来调节亮度),白炽灯泡上标有“220V,40W”的字样,台灯最暗时灯泡的功率为10W,此时台灯消耗的功率为_____W;若灯泡消耗的电能有1%转化为频率为5×1014Hz的光子,该灯泡最暗时每秒钟可发出______个该频率的光子。(不考虑灯泡电阻随温度的变化,已知普朗克常量为=6.63×10-34 J·s)
正确答案
20;3.02×1017
【选修3-5选做题】
下列说法正确的是
[ ]
正确答案
下列过程吸收能量的是
[ ]
正确答案
下列说中正确的是
[ ]
正确答案
1900年,__________为解决黑体辐射的实验规律提
出了量子假说,认为能量E与波长λ的关系为__________。5年后,爱因斯坦在此基础上提出__________的说法,并认为光有__________。
正确答案
普朗克,E=h,光量子,波粒二象性
光子说是____为解释光电效应而提出的,按照光子说,光子的能量是由光的____决定的,光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的____。
正确答案
爱因斯坦,频率,能量
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