用功率P0=1 W的光源照射離光源r=3 m處的某塊金屬的薄片，已知光源發(fā)出的是波長λ=589 nm的單色光，試計(jì)算：

（1）1 s內(nèi)打到金屬板1 m2面積上的光子數(shù)；

（2）若取該金屬原子半徑r1=0.5×10-10 m，則金屬表面上每個(gè)原子平均需隔多少時(shí)間才能接收到一個(gè)光子？

（1）2.64×1016  （2）4 830.9 s

解析:（1）離光源3 m處的金屬板每1 s內(nèi)單位面積上接收的光能為P= J/m2·s=8.9×10-3 J/m2·s=5.56×1016 eV/m2·s

因?yàn)槊總�(gè)光子的能量為E=hv= J=3.377×10-19 J=2.11 eV

所以單位時(shí)間內(nèi)打到金屬板上單位面積的光子數(shù)為n==2.64×1016(個(gè)).

（2）每個(gè)原子的截面積為S1=πr12=π×（0.5×10-10）2=7.85×10-21 m2，把金屬板看成由原子密集排列組成的，則每個(gè)原子截面積上每秒內(nèi)接收到的光子數(shù)為n1=nS1=2.64×1016×7.85×10-21=2.07×10-4，每兩個(gè)光子落在原子上的時(shí)間間隔為Δt=s=4 830.9 s.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽能汽車，該車是用太陽能電池把所接收到的太陽光能轉(zhuǎn)化成電能供電動(dòng)機(jī)工作的.假設(shè)車上的太陽能電池接收太陽光能的面板面積S=8 m2，正對太陽時(shí)能產(chǎn)生U=120 V的電壓，并對車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10 A的電流，電動(dòng)機(jī)的電阻R=4 Ω，太陽光照射到地面上單位面積上的輻射功率P0=1.0×103 W,求：
（1）該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽光能為電能的效率η1是多大？電池把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率η2是多大？
（2）太陽輻射的能量實(shí)際上是核聚變釋放的核能，其熱核反應(yīng)方程是4→+2，若質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)子發(fā)生此核聚變所釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為該車行駛的機(jī)械能，則能夠維持該車行駛的最長時(shí)間是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,質(zhì)子的摩爾質(zhì)量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1）

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科目：高中物理 來源： 題型：

1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽能汽車，該車是用太陽能電池把所接收到的太陽光能轉(zhuǎn)化成電能供電動(dòng)機(jī)工作的.假設(shè)車上的太陽能電池接收太陽光能的面板面積S=8 m2，正對太陽時(shí)能產(chǎn)生U=120 V的電壓，并對車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10 A的電流，電動(dòng)機(jī)的電阻R=4 Ω，太陽光照射到地面上單位面積上的輻射功率P0=1.0×103 W,求：

（1）該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽光能為電能的效率η1是多大？電池把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率η2是多大？

（2）太陽輻射的能量實(shí)際上是核聚變釋放的核能，其熱核反應(yīng)方程是，若質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)子發(fā)生此核聚變所釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為該車行駛的機(jī)械能，則能夠維持該車行駛的最長時(shí)間是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,質(zhì)子的摩爾質(zhì)量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1)

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科目：高中物理 來源： 題型：

用功率P0=1 W的點(diǎn)光源照射離光源R=1 m處的某塊金屬薄片，已知光源發(fā)出波長λ=600 nm的單色光，試計(jì)算：（1）每單位時(shí)間內(nèi)打到金屬1 m2面積上的光子數(shù)；（2）若該金屬原子半徑r=0.5×1010 m，則金屬表面上每個(gè)原子平均需隔多少時(shí)間才能接收到一個(gè)光子？

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科目：高中物理 來源：2012年魯科版高中物理必修2 6.2量子世界練習(xí)卷（解析版） 題型：計(jì)算題

用功率P0=1 W的點(diǎn)光源照射離光源R=1 m處的某塊金屬薄片，已知光源發(fā)出波長λ=600 nm的單色光，試計(jì)算：（1）每單位時(shí)間內(nèi)打到金屬1 m2面積上的光子數(shù)；（2）若該金屬原子半徑r=0.5×1010 m，則金屬表面上每個(gè)原子平均需隔多少時(shí)間才能接收到一個(gè)光子？

 

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