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    如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图。经电场加速后的高速电子束，射入上下排列着许多磁铁的管中。相邻两块磁铁的极性是相反的。电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进，电子在摆动的过程中发射出光子。管子两端的反射镜（图中未画出）使光子来回反射，光子与自由电子发生相互作用，使光子能量不断增大，从而产生激光输出。

    （1）若该激光发射激光的功率为P=6.63×109W，激光的频率为v=1.0×1016Hz。则该激光器每秒发出多少个激光光子？（普朗克常量h=6.63×10―34J?s）

    （2）若加速电压U=1.8×104V，取电子质量m=9×10―31kg，电子电荷量e=1.6×10―19C。每对磁极间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B=9×10―4T。每个磁极的左右宽度为L=30cm，厚度为2L。忽略左右磁极间的缝隙距离，认为电子在磁场中运动的速度大小不变。电子经电场加速后，从上下磁极间缝隙的正中间垂直于磁场方向射入第1对磁极的磁场中，电子一共可通过几对磁极？在图乙的俯视图中，画出电子在磁场中运动轨迹的示意图（尺寸比图甲略有放大）。

    解：（1）每个激光光子的能量   E=hv 

    设激光器每少发射n个光子  Pt=（nt）E 

    求出  n=1.0×1027 

    （2）设电子经电场加速获得的速度为v：由动能定理    

    设电子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R： 

    电子在磁极间的运动轨迹如图所示 

    电子穿过每对磁极的侧移距离均相同，设为△L

    由图可知    

    电子通过的磁极个数   

    求出  N=3 

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    （1）若该激光器发射激光的功率为P=6.63×10 9 W，激光的频率为υ=1.0×1016 Hz．则该激光器每秒发出多少个激光光子？（普朗克常量h=6.63×10-34 J?s）
    （2）若加速电压U=1.8×10 4 V，取电子质量m=9×10-31 kg，电子电荷量e=1.6×10-19C．每对磁极间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B=9×10-4 T．每个磁极的左右宽度为L=30cm，厚度为2L．忽略左右磁极间的缝隙距离，认为电子在磁场中运动的速度大小不变．电子经电场加速后，从上下磁极间缝隙的正中间垂直于磁场方向射入第1对磁极的磁场中，电子一共可通过几对磁极？在图乙的俯视图中，画出电子在磁场中运动轨迹的示意图（尺寸比图甲略有放大）．精英家教网

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图。经电场加速后的高速电子束，射入上下排列着许多磁铁的管中。相邻两块磁铁的极性是相反的。电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进，电子在摆动的过程中发射出光子。管子两端的反射镜（图中未画出）使光子来回反射，光子与自由电子发生相互作用，使光子能量不断增大，从而产生激光输出。

    （1）若该激光器发射激光的功率为P = 6.63×10 9 W，激光的频率为υ = 1.0×1016 Hz。则该激光器每秒发出多少个激光光子？（普朗克常量= 6.63×10－34 J·s）

    （2）若加速电压U =1.8×10 4 V，取电子质量= 9×10－31 kg，电子电荷量e =1.6×10－19C。每对磁极间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B = 9×10－4 T。每个磁极的左右宽度为L=30 cm，厚度为2 L 。忽略左右磁极间的缝隙距离，认为电子在磁场中运动的速度大小不变。电子经电场加速后，从上下磁极间缝隙的正中间垂直于磁场方向射入第1对磁极的磁场中，电子一共可通过几对磁极？在图乙的俯视图中，画出电子在磁场中运动轨迹的示意图（尺寸比图甲略有放大）。

     

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    科目：高中物理 来源：西城区一模 题型：问答题

    如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图．经电场加速后的高速电子束，射入上下排列着许多磁铁的管中．相邻两块磁铁的极性是相反的．电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进，电子在摆动的过程中发射出光子．管子两端的反射镜（图中未画出）使光子来回反射，光子与自由电子发生相互作用，使光子能量不断增大，从而产生激光输出．
    （1）若该激光器发射激光的功率为P=6.63×10 9 W，激光的频率为υ=1.0×1016 Hz．则该激光器每秒发出多少个激光光子？（普朗克常量h=6.63×10-34 J?s）
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    科目：高中物理 来源：2007年北京市西城区高考物理一模试卷（解析版） 题型：解答题

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