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    光子的质量和动量 光子既具有一定的能量.就必须具有质量．但是光子以光的速度运动.牛顿力学便不适用．按照狭义相对论质量和能量的关系式 .就可以决定一个光子的质量 在狭义相对论中.质量和速度的关系为 m0为静止质量.光子永远以不变的速度c运动.因而光子的静止质量必然等于零.否则m将为无穷大．因为相对于光子静止的参照系是不存在的.所以光子的静止质量等于零也是合理的．而原子组成的一般物质的速度总是远小于光速的.故它们的静止质量不等于零．在m0是否等于零这一点上光子和普通的物质有显著的区别．在狭义相对论中.任何物体的能量和动量的关系为 光子的静止质量为0.故光子的动量为 这是和光子的质量为.速度为c. 光电效应明确了光的行为像粒子.并且可用动力学的变量来描述粒子的行为, 在光和物质相互作用过程中.光子是整体在起作用.另一方面.在讨论衍射和干涉现象时.需要把光作为波动来处理.于是用波长来阐明问题. 波动特征和粒子特征是互相对立的.但并不是矛盾的. 光的波长既适宜于显示波动特征.同时又也容易显示粒子特征.对于电磁波谱的长波段.表示其波动特征的物理量T和较大.而表示其粒子特征的物理量ε和p 较小.因而容易显示波动特征.反之.对于电磁波谱的短波段.表示其波动特征的物理量T和 较小.而表示其粒子特征的物理量ε和p较大.因而容易显示粒子特征. [例1]将一块金属板放在离单色点光源5米远的地方.光源的光功率输出为10-3瓦.假设被打出的光电子可以从半径为10-8米(约相当于原子直径的十倍)的圆面上以从光源取得它所得的能量.已知打出一个电子需要5.0eV.现在将光认为是经典波动.对这种装置的一个“靶 来说.打出一个光电子需要多长时间? [解析]电子接受能量的靶面积为.半径为5米的球面面积为 .前者是后者的 .故每秒投射于靶面积上的能量为 焦耳. 打出一个电子需要能量5eV.即 焦耳.故积累这些能量需时 秒=22.22小时. 实际上光电效应是几时的.根本不需要这么长的时间.这说明光与光电阴极电子的作用决不是经典波动模型中能量积累的那种形式 [例2]若-个光子的能量等于一个电子的静能量.试问该光子的动量和波长是多少?在电磁波谱中它是属何种射线? [解析]-个电子的静能量为m0c2.按题意 光子的动量 光子的波长 因电磁波谱中γ射线的波长在300~10-4范围内.所以该光子在电磁波谱中属于γ射线． 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （1）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子的能级示意图如图1所示．在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是
    A
    A

    A．42.8eV （光子）       B．43.2eV（电子）
    C．41.0eV（电子）        D．54.4eV （光子）

    （2）对聚变反应 
     
    2
    1
    H
    +
    3
    1
    H    →
     
    4
    2
    He
    +
    1
    0
    n    ，下列说法中正确的是
    BC
    BC

    A．
     
    2
    1
    H    和
     
    3
    1
    H    是两种不同元素的原子核
    B．
     
    2
    1
    H    和
     
    3
    1
    H    是氢的两种同位素的原子核
    C．这个反应过程中有质量亏损
    D．这个反应既是核反应，又是化学反应
    （3）如图2所示，A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M=40kg小车B静止于轨道右侧，其板面与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m=20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，（取g=10m/s2）求：
    （1）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间；
    （2）物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离．

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    （1）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子的能级示意图如图1所示．在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是______
    A．42.8eV （光子）       B．43.2eV（电子）
    C．41.0eV（电子）        D．54.4eV （光子）

    （2）对聚变反应 →，下列说法中正确的是______
    A．和是两种不同元素的原子核
    B．和是氢的两种同位素的原子核
    C．这个反应过程中有质量亏损
    D．这个反应既是核反应，又是化学反应
    （3）如图2所示，A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M=40kg小车B静止于轨道右侧，其板面与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m=20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，（取g=10m/s2）求：
    （1）从物体冲上小车到与小车相对静止所用的时间；
    （2）物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离．

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    （1）在以下说法中，正确的是
     

    A．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
    B．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同
    C．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性特点
    D．饱和汽压随温度的升高而变小
    （2）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N．则上述过程遗漏的步骤是
     
    ；油酸分子直径的表达式d=
     
    ．
    （3）某风景区有一处约50m高的瀑布，甚为壮观，请估计瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]．

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    （1）在以下说法中，正确的是______
    A．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
    B．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同
    C．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性特点
    D．饱和汽压随温度的升高而变小
    （2）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N．则上述过程遗漏的步骤是______；油酸分子直径的表达式d=______．
    （3）某风景区有一处约50m高的瀑布，甚为壮观，请估计瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]．

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    （1）在以下说法中，正确的是______
    A．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
    B．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同
    C．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性特点
    D．饱和汽压随温度的升高而变小
    （2）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V；③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N．则上述过程遗漏的步骤是______；油酸分子直径的表达式d=______．
    （3）某风景区有一处约50m高的瀑布，甚为壮观，请估计瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]．

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