激光由于其單色性好、亮度高、方向性好等特點,在科技前沿的各個領域有著廣泛的應用,已知光在真空中的傳播速度為c,普朗克常量為h,光子的能量E與動量p的關系是p=Ec。
(1)科研人員曾用強激光做過一個有趣的實驗:一個小玻璃平片被一束強激光托在空中。已知激光照射到小玻璃片上的功率為P,假設激光豎直向上照射,照到玻璃片上的激光被全部吸收掉,重力加速度為g。求小玻璃片的質量m;
(2)激光冷卻和原子捕獲技術在科學上意義重大,特別是對生物科學將產生重大影響。所謂激光冷卻就是在激光的作用下使得熱運動的原子減速,其具體過程如下:一質量為m的原子沿著x軸負方向運動,頻率為ν1的激光束迎面射向該原子,以速度v0運動著的原子就會吸收迎面而來的光子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),而處于激發(fā)態(tài)的原子會很快又自發(fā)地輻射光子回到基態(tài)。原子自發(fā)輻射的光子方向是隨機的,假設以上過程中,原子的速度已經很小,光子向各方向輻射的可能性可認為是均等的。
①設原子單位時間內與n個光子發(fā)生相互作用,求運動原子做減速運動的加速度;
②已知處于基態(tài)的某靜止原子能夠吸收頻率為ν0的光子,從而躍遷到它的第一激發(fā)態(tài)。假設以速度v0運動著的原子吸收迎面而來的光子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),該原子發(fā)生吸收光子后,原子的速度就變?yōu)関1,方向未變。已知該過程也遵循能量守恒定律和動量守恒定律,為了求原子的速度v1,請列出相應的守恒定律對應的方程。
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【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:124引用:2難度:0.4