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一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P=1 000 W,出射光束截面积为A=1 mm2,这束光垂直射到温度为T=273 K,厚度为d=2 cm的铁板上,如果有80%的光束能量被激光照射到那一小部分铁板所吸收,并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔,需要多少时间?铁的有关参数:热容量c=26.6 J/mol·K,密度ρ=7.90×103 kg/m3,熔点Tm=1 798 K,熔解热L=1.49×104 J/mol,摩尔质量U=56×10-3 kg。

0.192 s


解析:

激光所照射到的质量为M的部分铁板在熔化过程中所吸收的热量为Q=(cΔT+L)=Pt·80%  其中质量M=Adρ。代入数据求得t=0.192 s

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

根据量子理论,光子的能量E和动量p之间的关系式为E=pC,其中c表示光速,由于光子有动量,照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是“光压”,用I表示.
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0,射出的光束的横截面积为S.当它直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F=2p?N,其中p表示光子的动量,N表示单位时间内激光器射出的光子数.试用P0和S表示该束激光对物体产生的光压I;
(2)有人设想在宇宙探测中用光为动力使探测器加速,探测器上安装有面积极大,反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜时每平方米面积上的辐射功率为1.35kw,探测器和薄膜的总质量为m=100kg,薄膜面积为4×104m2,求此时探测器的加速度大小?(不考虑万有引力等其它的力)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2007?天津模拟)根据量子理论,光子不但有能量E=hv而且有动量,计算式为p=h/λ,其中h是普朗克常量,λ是光子的波长.既然光子有动量,那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是“光压”.
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0=103W,射出的光束的横截面积为S=1.00mm2,当它垂直照射到某一物体表面时,对该物体产生的光压最大,最大光压是多少?
(2)有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速,给探测器安上面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知在地球绕日轨道上,每秒单位面积上得到的太阳光能为1.35kJ,探测器质量为M=50kg,薄膜同积为4×104m2,那么探测器得到的加速度为多大?

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科目:高中物理 来源:导学大课堂选修物理-3-4人教版 人教版 题型:038

一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P=1 000 W,出射光束截面积为A=1 mm2,这束光垂直射到温度为T=273 K,厚度为d=2 cm的铁板上,如果有80%的光束能量被激光照射到那一小部分铁板所吸收,并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔,需要多少时间?铁的有关参数:热容量c=26.6 J/mol·K,密度ρ=7.90×103 kg/m3,熔点Tm=1 798 K,熔解热L=1.49×104 J/mol,摩尔质量U=56×10-3 kg.

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科目:高中物理 来源: 题型:

一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P=1 000 W,出射光束截面积为A=1 mm2,这束光垂直射到温度为T=273 K,厚度为d=2 cm的铁板上,如果有80%的光束能量被激光照射到那一小部分铁板所吸收,并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔,需要多少时间?铁的有关参数:热容量c=26.6 J/mol·K,密度ρ=7.90×103 kg/m3,熔点Tm=1 798 K,熔解热L=1.49×104 J/mol,摩尔质量U=56×10-3 kg

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