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光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性。愛因斯坦的光電效應(yīng)理論和康普頓效應(yīng)理論表明,光在某些方面確實也會表現(xiàn)得像是由一些粒子(即一個個有確定能量和動量的“光子”)組成的。人們意識到,光既具有波動性,又具有粒子性。(c為光速,h為普朗克常量)
(1)物理學(xué)家德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物例子,他提出假設(shè):實物粒子也具有波動性,即每一個運動的粒子都與一個對應(yīng)的波相聯(lián)系,粒子的能量E和動量p跟它所對應(yīng)波的頻率v和波長λ之間也遵從如下關(guān)系:v=
E
h
,λ=
h
p
。請依據(jù)上述關(guān)系以及光的波長公式,試推導(dǎo)單個光子的能量E和動量p間存在的關(guān)系;
(2)我們在磁場中學(xué)習(xí)過磁通量?,其實在物理學(xué)中有很多通量的概念,比如電通量、光通量、輻射通量等等。輻射通量?e表示單位時間內(nèi)通過某一截面的輻射能,其單位為J/s。
①光子具有能量。一束波長為λ的光垂直照射在面積為S的黑色紙片上,其輻射通量為?e,且全部被黑紙片吸收,求該束光單位體積內(nèi)的光子數(shù)n;
②光子具有動量。當(dāng)光照射到物體表面上時,不論光被物體吸收還是被物體表面反射,光子的動量都會發(fā)生改變,因而對物體表面產(chǎn)生一種壓力。求上一問中的光對黑紙片產(chǎn)生的壓力大小,并判斷若將黑紙片換成等大的白紙片,該束光對白紙片的壓力有何變化。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:222引用:1難度:0.4
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