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14.一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子碰撞,碰撞后电子向某一方向运动,光子向另一方向散射出去,这个散射光子跟原来入射时相比(  )
A.速率减小B.频率减小C.能量增大D.波长变长

分析 光子与电子的碰撞过程系统的动量守恒,系统的能量也守恒;光子的能量与光子的频率成正比.根据波速公式判断光子散射后波长的变化.

解答 解:A、碰撞前、后的光子速率不变,仍为c,故A错误.
BC、光子与电子碰撞后,电子的能量增加,根据系统的能量守恒知,光子能量减小,根据E=hγ,光子的频率减小;故B正确,C错误.
D、根据波速公式c=λγ,知光子的频率减小,波长变长.故D正确.
故选:BD

点评 本题关键抓住动量守恒和能量守恒,以及波速、波长、频率的关系进行分析研究.要注意光速是不变的.

练习册系列答案
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12.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备.它的基本原理如图甲所示(上部分为俯视图,下部分为真空室的俯视图)上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空中做圆周运动.
(1)如果俯视时电子沿逆时针方向运动,当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,电流的大小应该怎样变化才能使电子加速?
(2)为了约束加速电子在同一轨道上做圆周运动,电子感应加速器还需要加上“轨道约束”磁场,其原理如图乙所示.两个同心柱面,内圆柱面标记为r,内圆柱面内有均匀的“加速磁场”B1,方向垂直纸面向外.另外,在两柱面之间有垂直纸面向外的均匀“轨道约束”磁场B2
①若“加速磁场”稳定,“轨道约束”磁场为匀强磁场时,要使质量为m,电荷量为e的电子在二柱面之间贴近圆柱面处做速率为v的匀速圆周运动(圆心为O点,半径为r),求B2的大小;
②若“加速磁场”变化,以O为圆心,r为半径的圆周上将产生电场,该感生电场使电子加速.若圆周上每一点的感生电场方向沿轨道的切向,大小为$\frac{E}{2πr}$(E等于该圆周上一假想闭合回路所产生的感应电动势),若图乙表示装置中的“加速磁场”B1随时间均匀变化,且满足$\frac{△{B}_{2}}{△t}$=k(常数),为使该电子仍能保持在同一圆周上运动(圆心为O点,半径为r),B2应以多大的变化率$\frac{△{B}_{2}}{△t}$变化.(不考虑相对论效应)

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