题目内容
（12分，2009年海南理综卷）
（I）（5分）已知：功率为100W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速
，普朗克常量
，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。
（II）（7分）钚的放射性同位素
静止时衰变为铀核激发态
和
粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核
，并放出能量为
的
光子。已知：
、和粒子的质量分别为
、
和
。
（1）写出衰变方程；
（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球粒子的动能。
【答案】
解析：
（I）一波长为
的光子能量为
（2分）
设灯泡每秒内发出的光子数为
，灯泡电功率为
，
则
（2分）
式中，
是灯泡的发光效率。
联立①②式得
代入题给数据得
（1分，没写
的，同样给这1分）
（Ⅱ）（1）衰变方程为
U
U
或合起来有
（2分）
（2）上述衰变过程的质量亏损为
（1分）
放出的能量为
（1分）
此能量是轴核
的动能
、
粒子的动能
和
光子的能量
之和
（1分）
得
设衰变后的轴核和粒子的速度分别为
和
，
则由动量守恒有
（1分）
又由动能的定义知
解得
所以
代入题给数据得
（1分）
练习册系列答案
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，普朗克常量
，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。
静止时衰变为铀核激发态
和
粒子，而铀核激发态
，并放出能量为
的
光子。已知：
、
、
和
。