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

UU

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)

 

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