科學(xué)家利用光與微粒(100毫米左右)發(fā)生相互作用的特性,發(fā)明了一種用激光來操縱微粒的工具——光鑷子。其原理是:當(dāng)一束會(huì)聚的激光束從光疏媒質(zhì)進(jìn)入光密媒質(zhì)時(shí)發(fā)生折射(如圖1所示),光束的會(huì)聚程度將減弱,光束在界面受到向下的力;當(dāng)一束會(huì)聚的激光束從光密媒質(zhì)進(jìn)入光疏媒質(zhì)時(shí)發(fā)生折射(如圖2所示),光束的會(huì)聚程度將增強(qiáng),光束在界面受到向上的力。
(1)現(xiàn)有一束向某點(diǎn)會(huì)聚的激光束射向折射率大于周圍介質(zhì)的小球,試分析圖3所示情況下,小球受到激光束的總作用力方向。
(2)用光鑷子捕獲和移動(dòng)在水中的玻璃小球十分方便,可以對(duì)小球施加一個(gè)豎直向上的捕獲力。實(shí)驗(yàn)時(shí),將混有玻璃小球的水溶液滴在載玻片上,然后利用光鑷子將玻璃小球提離載玻片,并在水中移動(dòng),設(shè)光鑷子的捕獲力與激光的功率成正比。已知實(shí)驗(yàn)過程中玻璃小球都浸沒在水中,小球的密度ρ=2.0×103kg/m3,體積V=8.0×10?18m3。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光功率為P=16mW時(shí),恰好能將玻璃小球提離載玻片。求:
①此時(shí)光鑷子產(chǎn)生的捕獲力;
②實(shí)驗(yàn)過程中當(dāng)用功率P'=30mW的激光作用在該小球時(shí),求此時(shí)玻璃小球受到的合力大小。
【考點(diǎn)】功率的計(jì)算.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:138引用:2難度:0.3
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發(fā)布:2024/12/24 7:30:2組卷:12引用:2難度:0.7 -
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