题目内容
用功率P0=1W的光源,照射离光源r=3m处的某块金属的薄片.已知光源发出的是波长λ=589nm的单色光,试计算
(1)1s内打到金属板1m2面积上的光子数;
(2)若取该金属原子半径r1=0.5×10-10m,则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子?
(1)1s内打到金属板1m2面积上的光子数;
(2)若取该金属原子半径r1=0.5×10-10m,则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子?
解 (1)离光源3m处的金属板每1s内单位面积上接受的光能为
E=
=
J/m2?s=8.9×10-3J/m2?s=5.56×1016eV/m2?s
因为每个光子的能量为
E1=hν=
=
J=3.377×10-19J=2.11eV
所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为
n=
=
=2.64×1016个
(2)每个原子的截面积为
S1=πr12=π×(0.5×10-10)2m2=7.85×10-21m2.
把金属板看成由原子密集排列组成的,则每个原子截面积上每秒内接收到的光子数为
n1=nS1=2.64×1016×7.85×10-21s-1=2.07×10-4s-1.
每两个光子落在原子上的时间间隔为
△t=
=
s=4830.9s
答:(1)1s内打到金属板1m2面积上的光子数为2.64×1016个;
(2)若取该金属原子半径r1=0.5×10-10m,则金属表面上每个原子平均需隔4830.9s才能接收到一个光子.
E=
P0t |
4πr2 |
1×1 |
4π×32 |
因为每个光子的能量为
E1=hν=
hc |
λ |
6.63×10-34×3×108 |
589×10-9 |
所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为
n=
E |
E1 |
5.56×1016 |
2.11 |
(2)每个原子的截面积为
S1=πr12=π×(0.5×10-10)2m2=7.85×10-21m2.
把金属板看成由原子密集排列组成的,则每个原子截面积上每秒内接收到的光子数为
n1=nS1=2.64×1016×7.85×10-21s-1=2.07×10-4s-1.
每两个光子落在原子上的时间间隔为
△t=
1 |
n1 |
1 |
2.07×10-4 |
答:(1)1s内打到金属板1m2面积上的光子数为2.64×1016个;
(2)若取该金属原子半径r1=0.5×10-10m,则金属表面上每个原子平均需隔4830.9s才能接收到一个光子.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目