问题
计算题
光具有粒波二象性,光子的能量ε=hν,其中频率ν表示波的特征,在爱因斯坦提出光子说之后,法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系。
若某激光管以Pw=60 W的功率发射波长λ=663 nm的光束,试根据上述理论计算:
(1)该管在1s内发射出多少个光子?
(2)若光束全部被某黑体表面吸收,那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大?
答案
解:(1)设在时间△t内发射出的光子数为n,光子频率为ν,每个光子的能量ε=hν
所以
而
解得n个
(2)在时间△t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收,光子的末动量变为零,据题中信息可知,n个光子的总动量为
根据动量定理有F·△t=P总
则
又根据牛顿第三定律,光子束对黑体表面的作用力:F'=-F=-2×10-7 N