Question

光具有波粒二象性，光子能量E=hν，其中频率ν表征波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系是p=h/λ，若某激光管以Pw=60W的功率发射波长λ=6.63×10^-7m的光，试根据上述理论计算：
（1）该管在1min内发射多少个光子？（普朗克常量h=6.63×10^-34J?s）
（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为多大？

Answer 1

分析：（1）根据E=h

c

λ

求出每个光子的能量，从而根据P_wt=nE该管在1min内发射的光子数．
（2）根据动量定理求出黑体表面所受到光束对它的作用力．

解答：解：（1）激光管在1min内发射光子的个数为
n=

Pwt

h c λ

=

Pwtλ

hc

=

60×6.63×10-7×60

6.63×10-34×3×108

=1.2×10²²个．
（2）在时间△t=1min内黑体获得总冲量为F?△t，由动量定理得，F?△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）该管在1min内发射1.2×10²²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为2×10^-7N．

点评：本题考查了的光子能量和动量定理的基本运用，难度不大，需加强训练．