光具有波粒二象性光子的能量E=hv

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1、题目: 光具有波粒二象性，光子的能量E=hv，其中频率表征波的特性.在爱因斯坦提出光子说之前，法国物理学家德布罗意提出了光子动量P与光波波长人的关系为：P=h/人.若某激光管以P=60W的功率发射波长 WA =6.63X10-7m的光束，试根据上述理论计算，(1) 该管在1s内发射出多少个光子？(2) 若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？(1) 2.0X 1020(2) 2.0X 10-7N解析:(1) 根据波长、频率与波速三者关系可求出每个光的频率，进而得到每个光子的能量并由激光管的发光频 率求出1s内发射的光子数；由动量定理求出光束所受作用力，再由牛顿

2、第三定律得到光束对黑体表面的作 用力.矩_展v设在时间t内发射出的光子数为n，光子频率为v，每一个光子的能量E=hv，则Pw= &，又v =c/A，则n= 破 ，将t=1秒代入上式，得n= 祝 =2.0X1020(2)在时间t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末态总动量变为0,根据题中信息可知，n个光 子的初态总动量为Pe=np=nh/A，据动量定理可知Ft=p=0-pe黑体表面对光子的作用力为F= p/t=2.0X10-7Ne根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力为2.0X10-7N本题有一个建立模型的过程，通过题目中的叙述给出一些高中阶段没有学习过的内容，把光子被黑体吸收 的过程看成是质点与物体相互作用动量发生变化的过程，并应用力学知识解决问题.