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光子的質(zhì)量和動量 光子既具有一定的能量.就必須具有質(zhì)量．但是光子以光的速度運(yùn)動.牛頓力學(xué)便不適用．按照狹義相對論質(zhì)量和能量的關(guān)系式 .就可以決定一個(gè)光子的質(zhì)量 在狹義相對論中.質(zhì)量和速度的關(guān)系為 m0為靜止質(zhì)量.光子永遠(yuǎn)以不變的速度c運(yùn)動.因而光子的靜止質(zhì)量必然等于零.否則m將為無窮大．因?yàn)橄鄬τ诠庾屿o止的參照系是不存在的.所以光子的靜止質(zhì)量等于零也是合理的．而原子組成的一般物質(zhì)的速度總是遠(yuǎn)小于光速的.故它們的靜止質(zhì)量不等于零．在m0是否等于零這一點(diǎn)上光子和普通的物質(zhì)有顯著的區(qū)別．在狹義相對論中.任何物體的能量和動量的關(guān)系為 光子的靜止質(zhì)量為0.故光子的動量為 這是和光子的質(zhì)量為.速度為c. 光電效應(yīng)明確了光的行為像粒子.并且可用動力學(xué)的變量來描述粒子的行為, 在光和物質(zhì)相互作用過程中.光子是整體在起作用.另一方面.在討論衍射和干涉現(xiàn)象時(shí).需要把光作為波動來處理.于是用波長來闡明問題. 波動特征和粒子特征是互相對立的.但并不是矛盾的. 光的波長既適宜于顯示波動特征.同時(shí)又也容易顯示粒子特征.對于電磁波譜的長波段.表示其波動特征的物理量T和較大.而表示其粒子特征的物理量ε和p 較小.因而容易顯示波動特征.反之.對于電磁波譜的短波段.表示其波動特征的物理量T和 較小.而表示其粒子特征的物理量ε和p較大.因而容易顯示粒子特征. [例1]將一塊金屬板放在離單色點(diǎn)光源5米遠(yuǎn)的地方.光源的光功率輸出為10-3瓦.假設(shè)被打出的光電子可以從半徑為10-8米(約相當(dāng)于原子直徑的十倍)的圓面上以從光源取得它所得的能量.已知打出一個(gè)電子需要5.0eV.現(xiàn)在將光認(rèn)為是經(jīng)典波動.對這種裝置的一個(gè)“靶 來說.打出一個(gè)光電子需要多長時(shí)間? [解析]電子接受能量的靶面積為.半徑為5米的球面面積為 .前者是后者的 .故每秒投射于靶面積上的能量為 焦耳. 打出一個(gè)電子需要能量5eV.即 焦耳.故積累這些能量需時(shí) 秒=22.22小時(shí). 實(shí)際上光電效應(yīng)是幾時(shí)的.根本不需要這么長的時(shí)間.這說明光與光電陰極電子的作用決不是經(jīng)典波動模型中能量積累的那種形式 [例2]若-個(gè)光子的能量等于一個(gè)電子的靜能量.試問該光子的動量和波長是多少?在電磁波譜中它是屬何種射線? [解析]-個(gè)電子的靜能量為m0c2.按題意 光子的動量 光子的波長 因電磁波譜中γ射線的波長在300~10-4范圍內(nèi).所以該光子在電磁波譜中屬于γ射線． 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

（1）氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4eV，氦離子的能級示意圖如圖1所示．在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是
A
A

A．42.8eV （光子）       B．43.2eV（電子）
C．41.0eV（電子）        D．54.4eV （光子）

（2）對聚變反應(yīng) 
 
2
1
H
+
3
1
H→
 
4
2
He
+
1
0
n，下列說法中正確的是
BC
BC

A．
 
2
1
H和
 
3
1
H是兩種不同元素的原子核
B．
 
2
1
H和
 
3
1
H是氫的兩種同位素的原子核
C．這個(gè)反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損
D．這個(gè)反應(yīng)既是核反應(yīng)，又是化學(xué)反應(yīng)
（3）如圖2所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量M=40kg小車B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量m=20kg的物體C以2.0m/s的初速度從軌道頂滑下，沖上小車B后經(jīng)一段時(shí)間與小車相對靜止并繼續(xù)一起運(yùn)動．若軌道頂端與底端水平面的高度差h為0.8m，物體與小車板面間的動摩擦因數(shù)μ為0.40，小車與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，（取g=10m/s2）求：
（1）從物體沖上小車到與小車相對靜止所用的時(shí)間；
（2）物體沖上小車后相對于小車板面滑動的距離．

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（1）氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4eV，氦離子的能級示意圖如圖1所示．在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是______
A．42.8eV （光子）       B．43.2eV（電子）
C．41.0eV（電子）        D．54.4eV （光子）

（2）對聚變反應(yīng) →，下列說法中正確的是______
A．和是兩種不同元素的原子核
B．和是氫的兩種同位素的原子核
C．這個(gè)反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損
D．這個(gè)反應(yīng)既是核反應(yīng)，又是化學(xué)反應(yīng)
（3）如圖2所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量M=40kg小車B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量m=20kg的物體C以2.0m/s的初速度從軌道頂滑下，沖上小車B后經(jīng)一段時(shí)間與小車相對靜止并繼續(xù)一起運(yùn)動．若軌道頂端與底端水平面的高度差h為0.8m，物體與小車板面間的動摩擦因數(shù)μ為0.40，小車與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，（取g=10m/s2）求：
（1）從物體沖上小車到與小車相對靜止所用的時(shí)間；
（2）物體沖上小車后相對于小車板面滑動的距離．

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（1）在以下說法中，正確的是
 

A．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
B．質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動能不相同
C．液晶既具有液體的流動性，又具有晶體的光學(xué)各向異性特點(diǎn)
D．飽和汽壓隨溫度的升高而變小
（2）用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V0；③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上，計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N．則上述過程遺漏的步驟是
 
；油酸分子直徑的表達(dá)式d=
 
．
（3）某風(fēng)景區(qū)有一處約50m高的瀑布，甚為壯觀，請估計(jì)瀑布上、下水潭的水溫因瀑布的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而相差多少？[水的比熱容c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]．

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（1）在以下說法中，正確的是______
A．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
B．質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動能不相同
C．液晶既具有液體的流動性，又具有晶體的光學(xué)各向異性特點(diǎn)
D．飽和汽壓隨溫度的升高而變小
（2）用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V0；③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上，計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N．則上述過程遺漏的步驟是______；油酸分子直徑的表達(dá)式d=______．
（3）某風(fēng)景區(qū)有一處約50m高的瀑布，甚為壯觀，請估計(jì)瀑布上、下水潭的水溫因瀑布的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而相差多少？[水的比熱容c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]．

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（1）在以下說法中，正確的是______
A．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體
B．質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動能不相同
C．液晶既具有液體的流動性，又具有晶體的光學(xué)各向異性特點(diǎn)
D．飽和汽壓隨溫度的升高而變小
（2）用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V；③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上，計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N．則上述過程遺漏的步驟是______；油酸分子直徑的表達(dá)式d=______．
（3）某風(fēng)景區(qū)有一處約50m高的瀑布，甚為壯觀，請估計(jì)瀑布上、下水潭的水溫因瀑布的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能而相差多少？[水的比熱容c水=4.2×103J/（kg﹒℃）]．

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