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)
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