光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具們能量之外還具有動(dòng)量。由狹義相對(duì)論可知,一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng):E=mc2,其中c為真空中光速。真空中光速c,普朗克常量h均已知。
(1)已知某單色光的頻率為ν,波長(zhǎng)為λ,該單色光光子的能量E=hν,中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)最的定義:動(dòng)量=質(zhì)量×速度,推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)量p=hλ;
(2)光照射到物體表面時(shí),如同大量氣體分與器壁的頻繁碰撞一樣,將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”,用l表示。一臺(tái)發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光,光束的橫截面積為S。當(dāng)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí),假設(shè)光全部被吸收,試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式;
(3)在某次康普頓效應(yīng)中,為簡(jiǎn)化問(wèn)題研究,設(shè)入射光子與靜止的無(wú)約束自由電子發(fā)生彈性碰撞,如圖,碰撞后光子的方向恰好與原入射方向成90°,已知:入射光波長(zhǎng)λ0,散射后波長(zhǎng)為λ1,求碰撞后電子的動(dòng)能和動(dòng)量。
p
=
h
λ
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/23 8:0:10組卷:122引用:1難度:0.3
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