Question

光具有波粒二象性，光子的能量E=hν，其中頻率表征波的特征.在愛因斯坦提出光子說之后，法國物理學(xué)家德布羅意提出了光子動量p與光波波長λ的關(guān)系為：p=.若某激光管以P_W=60 W的功率發(fā)射波長λ=6.63×10^-7 m的光束，試根據(jù)上述理論計算：

（1）試管在1 s內(nèi)發(fā)射出多少個光子？

（2）若光束全部被某黑體表面吸收，那么該黑板表面所受到光束對它的作用力F為多大？

Answer 1

解析：（1）設(shè)在時間Δt內(nèi)發(fā)射出的光子數(shù)為n，光子頻率為ν，每一個光子的能量E=hν，則P_W=，又ν=，則n=.將Δt=1 s代入上式，得：

=2.0×10²⁰（個）.

（2）在時間Δt內(nèi)激光管發(fā)射出的光子全部被黑體表面吸收，光子的末動量變?yōu)榱�，�?jù)題中信息可知，n個光子的總動量為p_總=np=，

    據(jù)動量定理可知FΔt=p_總，

    黑體表面對光子束的作用力為

    F==2.0×10^-7 N

又據(jù)牛頓第三定律，光子束對黑體表面的作用力為F′=F=2.0×10^-7 N.

答案：（1）2.0×10²⁰個  （2）2.0×10^-7 N