题目
题型:不详难度:来源:
在一个真空室内,一束非常准直的Na-23原子束(通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得,原子做热运动的速率近似为v0="1" 000 m/s),受一束激光的正面照射,如图15-2-3所示.设原子处在基态,运动方向与激光光子的运动方向相反,选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差,原子就能吸收它而发生跃迁,跃迁后原子的速度为v1,随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的,此时原子的速度为v2,接着重复上述过程,直到原子的速度减小到零.
图15-2-3
(1)吸收与发射光子的总次数为多少?
(2)原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命,大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间,按上述方式,原子初速度v0减小到零,共需多长时间?该时间内原子共走过的路程为多少?(E=3.36×10-19 J,钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s)
答案
解析
Na吸收光子时:mv0-p=mv1 ②
Na放出光子时:mv1=mv2+p ③
由①②③联立解得,每吸收、发射一次光子,Na23的动量减少Δp=2p=,所以使Na-23速度成为零需吸收、发射光子的次数n===1.7×104(次).
(2)Na由v0减为零的总时间t=nT=1.7×10-4 s.Na每吸收、发射一次光子,速度的变化量均相同,可将其运动看成匀减速运动,故Na通过的总路程L=t=×1.7×10-4 m=8.5×10-2 m.
核心考点
试题【原子在不停地做热运动,为了能高精度地研究孤立原子的性质,必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间,例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发】;主要考察你对质能方程等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.铅核的符号为Pb,它比Th少8个中子 |
B.铅核的符号为Pb,它比Th少16个中子 |
C.铅核的符号为Pb,它比Th少16个中子 |
D.铅核的符号为Pb,它比Th少12个中子 |
(1)写出该核反应方程;
(2)计算核反应过程中释放出的能量ΔE;
(3)通过计算说明ΔE=Δmc2的正确性.(计算中质子、α粒子和锂核Li的质量分别取:mp="1.007" 3 u,mα="4.001" 5 u,mLi="7.016" 0 u)
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