Question

19．用功率P₀=1W的光源，照射离光源3m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长为589nm的单色光，求：1s内打到金属1m²面积上的光子数．

Answer 1

分析 光沿着球面发射，根据ε=hν求解出一个光子的能量，求解1s内打到金属板1m²面积上的光能，最后求解光子数．

解答 解：离光源3m处的金属板每1s单位面积上接收的光能为：$P=\frac{{{P_0}t}}{{4π{r^2}}}=\frac{1×1}{{4π×{3^2}}}=8.9×{10^{-3}}$J•s/m²
每个光子的能量为：$E=hγ=\frac{h}{λ}c=\frac{6.63×{10}^{-34}×3×{10}^{8}}{589×{10}^{-9}}=3.377×1{0}^{-19}$J
所以单位时间内打在金属板上单位面积上的光子数为：$n=\frac{P}{E}≈2.64×1{0}^{16}$个．
答：1s内打到金属片1m²面积上的光子数2.64×10¹⁶个．

点评 本题关键是建立物理模型，并正确计算出1m²面积上的光能，以及正确掌握E=hγ公式的应用．