1、计算题 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600)makesmallpic(this, ">
时间:2017-08-08 07:44:32
1、计算题 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600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/rdnntbycy1q.gif\">。
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？
参考答案：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600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/3f01ybz1udw.gif\">
而600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/hj5d2nwpsqx.gif\">
解得n600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/lrzcmjaadlp.gif\">个
(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600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/xy4i0m0hooa.gif\">
根据动量定理有F·△t=P总
则600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/zh1ht5ozh4r.gif\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/jejht1gicjr.gif\">
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
本题解析：
本题难度：困难
2、计算题 若一个光子的能量等于一个电子的静止能量，试问该光子的动量和波长是多少？在电磁波谱中它属于何种射线？
参考答案：解：一个电子静止能量为m0c2，按题意hν=m0c2
光子的动量600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/yknwllecjxa.gif\">=9.11×10-31 kg×3×108 m/s=2.73×10-22 kg·m/s
光子的波长600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/slx45ho4yqj.gif\">
因电磁波谱中γ射线的波长在1 nm以下，所以该光子在电磁波谱中属于γ射线
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 不定项选择
紫外线光子的动量为hv/c，一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后（ ? ）
A．仍然静止
B．沿着光子原来运动的方向运动
C．沿光子运动相反方向运动
D．可能向任何方向运动
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是 （有三个选项正确，选对一个得2分，选对两个得4分，选对三个得5分，选错一个扣3分，最低得0分）
A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子
B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率
C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关
D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应
E.康普顿效应说明光具有粒子性
参考答案：BDE
本题解析：光电效应中，金属板向外发射的电子又可以叫做光电子，不是光子，选项A错误；用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属发生光电效应的极限频率，也叫截止频率选项B正确；对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率有关，因为入射光的频率越大，则光电子的最大初动能越大，则遏制电压也越大，选项C错误；石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应，选项D正确；康普顿效应说明光具有粒子性，选项E正确；故选BDE。
考点：光电效应；康普顿效应。
本题难度：一般
5、选择题 如图所示为康普顿效应示意图，光子与一个静止的电子发生碰撞，图中标出了碰撞后电子的运动方向。设碰前光子频率为v，碰后为v′，则关于光子碰后的运动方向和频率的说法中正确的是 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060401/m1nmtd0hav5.gif\">
[? ]
A.可能沿图中①方向
B.可能沿图中②方向
C.v= v′
D.v< v′
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般