练习册

  • 练习册
  • 试题
    2．应用光子说解决实际问题 [例10] 已知由激光器发出的一细束功率为P=0.15kW的激光束.竖直向上照射在一个固态铝球的下部.使其恰好能在空中悬浮.已知铝的密度为ρ=2.7×103kg/m3.设激光束的光子全部被铝球吸收.求铝球的直径是多大?(计算中可取π=3.g=10m/s2) 解:设每个激光光子的能量为E.动量为p.时间t内射到铝球上的光子数为n.激光束对铝球的作用力为F.铝球的直径为d.则有:光子能量和动量间关系是E = p c.铝球的重力和F平衡.因此F= ρgžπd3.由以上各式解得d=0.33mm. [例11]太阳光垂直射到地面上时.地面上1m2接受的太阳光的功率为1.4kW,其中可见部分约占45% (1)假如认为可见光的波长约为0.55μm.日地间距离R=1.5×1011m.普朗克恒量h=6.6×10-34J·s.估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少? (2)若已知地球的半径为6.4×106m.估算地球接受的太阳光的总功率. 解答:(1)设地面上垂直阳光的1m2面积上每秒钟接收的可见光光子数为n.则有P×45%=n·h. 解得:n===1.75×1021m-2 设想一个以太阳为球心.以日.地距离为半径的大球面积包围着太阳.大球面接受的光子数即等于太阳辐射的全部光子数.则所求可见光光子数N=n· 4πR2=1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2=4.9×1044 (2)地球背着阳光的半个球面没有接收太阳光.地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直.接收太阳光辐射且与阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积.则地球接收阳光的总功率 P地=P·πr2=1.4×3.14×(6.4×106)2=1.8×1017kW. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)


    同步练习册答案