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有能量之外還具有動量。由狹義相對論可知,一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對應(yīng):E=mc2,其中c為真空中光速。
(1)已知某單色光的頻率為ν,波長為λ,該單色光光子的能量E=hν,其中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動量的定義:動量=質(zhì)量×速度,推導(dǎo)該單色光光子的動量p=hλ。
(2)光照射到物體表面時(shí),光子被物體吸收或反射時(shí),光都會對物體產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”。已知太陽半徑為R,單位時(shí)間輻射的總能量為P0,光速為c。求:
a.距離太陽中心r處(r>R),太陽光光子被完全吸收時(shí)產(chǎn)生的光壓p是多大?
b.科幻作品中經(jīng)常以文明能夠利用的能量程度來對文明進(jìn)行分級。比如,一級文明能夠利用行星的全部能量,人類處于0.73級;二級文明能夠利用恒星的全部能量;三級文明能夠利用整個(gè)星系的能量??苹米骷覀冊O(shè)想了一種被稱為“戴森球”的裝置來收集整個(gè)恒星的能量?!按魃颉笔且环N包圍整個(gè)恒星的球狀膜,它的內(nèi)表面可以吸收恒星發(fā)出的所有光的能量。如果給太陽安裝一個(gè)“戴森球”,求:戴森球的半徑r多大時(shí),戴森球可以靠著光壓來抵抗太陽的萬有引力,避免其向太陽塌縮。已知引力常量為G,太陽的質(zhì)量為M,戴森球的總質(zhì)量記為m。
p
=
h
λ
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/7/8 8:0:10組卷:115引用:1難度:0.3
相似題
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1.兩個(gè)動能均為0.59MeV的氘核對心正碰,聚變后生成氦3,同時(shí)放出一個(gè)中子。已知氘核的質(zhì)量為3.3426×10-27kg,氦3的質(zhì)量為5.0049×10-27kg,中子的質(zhì)量為1.6745×10-27kg,假設(shè)碰前的動能和聚變中釋放出的核能都轉(zhuǎn)變成了氦3和中子的動能。求:
(1)寫出上述核反應(yīng)方程;
(2)核反應(yīng)中釋放的核能(單位用MeV,保留三位有效數(shù)字);
(3)核反應(yīng)中產(chǎn)生的氦3的動能(單位用MeV)。發(fā)布:2024/11/11 8:0:1組卷:64引用:1難度:0.3 -
2.1932年,有人使動能為0.5MeV的質(zhì)子與靜止的
Li核碰撞,發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)同樣的新核產(chǎn)生,這個(gè)核反應(yīng)方程式為.實(shí)驗(yàn)中測得放出的那兩個(gè)新核的動能之和為17.6MeV,已知上述反應(yīng)中放出的那種新核的質(zhì)量為6.6466×10-27kg,73H和11Li的質(zhì)量分別為1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,則反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm=kg,按愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系,相當(dāng)于放出MeV的能量,這個(gè)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好,從而證實(shí)了愛因斯坦的質(zhì)能方程.73發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:24引用:1難度:0.7 -
3.兩個(gè)動能均為0.35MeV的氘核對心正碰,聚變后生成氦3,同時(shí)放出一個(gè)中子。已知氘核的質(zhì)量為3.3426×10-27kg,氦3的質(zhì)量為5.0049×10-27kg,中子的質(zhì)量為1.6745×10-27kg.假設(shè)碰前的動能和聚變中釋放出的核能都轉(zhuǎn)變成了氦3和中子的動能。求:
(1)寫出上述核反應(yīng)方程;
(2)核反應(yīng)中釋放的核能(單位用MeV,保留三位有效數(shù)字);
(3)核反應(yīng)中產(chǎn)生的氦3的動能(單位用MeV)。發(fā)布:2024/11/11 8:0:1組卷:102引用:3難度:0.7
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