Question

光具有波粒二象性，光子能量E=hν，其中頻率ν表征波的特征，在愛因斯坦提出光子說之后，法國物理學(xué)家德布羅意提出了光子動(dòng)量p與光波波長λ的關(guān)系是p=h/λ，若某激光管以Pw=60W的功率發(fā)射波長λ=6.63×10^-7m的光，試根據(jù)上述理論計(jì)算：
（1）該管在1min內(nèi)發(fā)射多少個(gè)光子？（普朗克常量h=6.63×10^-34J?s）
（2）若光束全部被某黑體表面吸收，那么該黑體表面所受到光束對(duì)它的作用力為多大？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)E=h

c

λ

求出每個(gè)光子的能量，從而根據(jù)P_wt=nE該管在1min內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)．
（2）根據(jù)動(dòng)量定理求出黑體表面所受到光束對(duì)它的作用力．

解答：解：（1）激光管在1min內(nèi)發(fā)射光子的個(gè)數(shù)為
n=

Pwt

h c λ

=

Pwtλ

hc

=

60×6.63×10-7×60

6.63×10-34×3×108

=1.2×10²²個(gè)．
（2）在時(shí)間△t=1min內(nèi)黑體獲得總沖量為F?△t，由動(dòng)量定理得，F(xiàn)?△t=np
即：F=

np

△t

=

nh

λ△t

=

1.20×1022×6.63×10-34

6.63×10-7×60

=2×10-7N．
答：（1）該管在1min內(nèi)發(fā)射1.2×10²²個(gè)光子．
（2）若光束全部被某黑體表面吸收，那么該黑體表面所受到光束對(duì)它的作用力為2×10^-7N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了的光子能量和動(dòng)量定理的基本運(yùn)用，難度不大，需加強(qiáng)訓(xùn)練．