物体中的原子总是在不停地做热运动,原子热运动越激烈,物体温度越高;反之,温度就越低。所以,只要降低原子运动速度,就能降低物体温度。“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻碍原子运动,使其减速,从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况:如图所示,某原子的动量大小为p0。将一束激光(即大量具有相同动量的光子流)沿与原子运动的相反方向照射原子,原子每吸收一个动量大小为p1的光子后自身不稳定,又立即发射一个动量大小为p2的光子,原子通过不断吸收和发射光子而减速。(已知p1、p2均远小于p0,普朗克常量为h,忽略原子受重力的影响)
(1)若动量大小为p0的原子在吸收一个光子后,又向自身运动方向发射一个光子,求原子发射光子后动量p的大小;
(2)从长时间来看,该原子不断吸收和发射光子,且向各个方向发射光子的概率相同,原子吸收光子的平均时间间隔为t0。求动量大小为p0的原子在减速到零的过程中,原子与光子发生“吸收—发射”这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小;
(3)根据量子理论,原子只能在吸收或发射特定频率的光子时,发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外,运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响,即光源与观察者相对靠近时,观察者接收到的光频率会增大,而相对远离时则减小,这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。
a.为使该原子能够吸收相向运动的激光光子,请定性判断激光光子的频率ν和原子发生跃迁时的能量变化ΔE与h的比值之间应有怎样的大小关系;
b.若某种气态物质中含有大量做热运动的原子,为使该物质能够持续降温,可同时使用6个频率可调的激光光源,从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学,简要论述这样做的合理性与可行性。
高三物理解答题困难题
物体中的原子总是在不停地做热运动,原子热运动越激烈,物体温度越高;反之,温度就越低。所以,只要降低原子运动速度,就能降低物体温度。“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻碍原子运动,使其减速,从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况:如图所示,某原子的动量大小为p0。将一束激光(即大量具有相同动量的光子流)沿与原子运动的相反方向照射原子,原子每吸收一个动量大小为p1的光子后自身不稳定,又立即发射一个动量大小为p2的光子,原子通过不断吸收和发射光子而减速。(已知p1、p2均远小于p0,普朗克常量为h,忽略原子受重力的影响)
(1)若动量大小为p0的原子在吸收一个光子后,又向自身运动方向发射一个光子,求原子发射光子后动量p的大小;
(2)从长时间来看,该原子不断吸收和发射光子,且向各个方向发射光子的概率相同,原子吸收光子的平均时间间隔为t0。求动量大小为p0的原子在减速到零的过程中,原子与光子发生“吸收—发射”这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小;
(3)根据量子理论,原子只能在吸收或发射特定频率的光子时,发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外,运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响,即光源与观察者相对靠近时,观察者接收到的光频率会增大,而相对远离时则减小,这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。
a.为使该原子能够吸收相向运动的激光光子,请定性判断激光光子的频率ν和原子发生跃迁时的能量变化ΔE与h的比值之间应有怎样的大小关系;
b.若某种气态物质中含有大量做热运动的原子,为使该物质能够持续降温,可同时使用6个频率可调的激光光源,从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学,简要论述这样做的合理性与可行性。
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物体中的原子总是在不停地做热运动,原子热运动越激烈,物体温度越高;反之,温度就越低。所以,只要降低原子运动速度,就能降低物体温度。“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻碍原子运动,使其减速,从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况:如图所示,某原子的动量大小为将一束激光即大量具有相同动量的光子流沿与原子运动的相反方向照射原子,原子每吸收一个动量大小为的光子后自身不稳定,又立即发射一个动量大小为的光子,原子通过不断吸收和发射光子而减速。已知、均远小于,普朗克常量为h,忽略原子受重力的影响
若动量大小为的原子在吸收一个光子后,又向自身运动方向发射一个光子,求原子发射光子后动量p的大小;
从长时间来看,该原子不断吸收和发射光子,且向各个方向发射光子的概率相同,原子吸收光子的平均时间间隔为求动量大小为的原子在减速到零的过程中,原子与光子发生“吸收发射”这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小;
根据量子理论,原子只能在吸收或发射特定频率的光子时,发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外,运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响,即光源与观察者相对靠近时,观察者接收到的光频率会增大,而相对远离时则减小,这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。
为使该原子能够吸收相向运动的激光光子,请定性判断激光光子的频率和原子发生跃迁时的能量变化与h的比值之间应有怎样的大小关系;
若某种气态物质中含有大量做热运动的原子,为使该物质能够持续降温,可同时使用6个频率可调的激光光源,从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学,简要论述这样做的合理性与可行性。
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物体中的原子总是在不停地做热运动,原子热运动越激烈,物体温度越高;反之,温度就越低。所以,只要降低原子运动速度,就能降低物体温度。“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻碍原子运动,使其减速,从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况:如图所示,某原子的动量大小为将一束激光即大量具有相同动量的光子流沿与原子运动的相反方向照射原子,原子每吸收一个动量大小为的光子后自身不稳定,又立即发射一个动量大小为的光子,原子通过不断吸收和发射光子而减速。已知、均远小于,普朗克常量为h,忽略原子受重力的影响
若动量大小为的原子在吸收一个光子后,又向自身运动方向发射一个光子,求原子发射光子后动量p的大小;
从长时间来看,该原子不断吸收和发射光子,且向各个方向发射光子的概率相同,原子吸收光子的平均时间间隔为求动量大小为的原子在减速到零的过程中,原子与光子发生“吸收发射”这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小;
根据量子理论,原子只能在吸收或发射特定频率的光子时,发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外,运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响,即光源与观察者相对靠近时,观察者接收到的光频率会增大,而相对远离时则减小,这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。
为使该原子能够吸收相向运动的激光光子,请定性判断激光光子的频率和原子发生跃迁时的能量变化与h的比值之间应有怎样的大小关系;
若某种气态物质中含有大量做热运动的原子,为使该物质能够持续降温,可同时使用6个频率可调的激光光源,从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学,简要论述这样做的合理性与可行性。
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高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
下列叙述正确的是( )
A. 扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动
B. 布朗运动就是液体分子的运动
C. 分子间距离增大,分子间的引力和斥力一定减小
D. 物体的温度较高,分子运动越激烈,每个分子的动能都一定越大
E. 两个铅块压紧后能连在一起,说明分子间有引力
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下列叙述正确的是( )
A. 扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动
B. 布朗运动就是液体分子的运动
C. 分子间距离增大,分子间的引力和斥力一定减小
D. 物体的温度较高,分子运动越激烈,每个分子的动能都一定越大
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关于分子的热运动,下述正确的是( )
A. 分子的热运动就是布朗运动
B. 将碳素墨水滴入清水中,观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映
C. 温度越高,悬浮微粒越小,布朗运动越激烈
D. 物体的速度越大,内部分子的热运动越激烈
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关于分子的热运动,下列说法正确的是( )
A.分子的热运动就是布朗运动
B.布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动,它反映液体分子的无规则运动
C.温度越高,悬浮微粒越大,布朗运动越激烈
D.物体的速度越大,内部分子的热运动越激烈
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物体由大量分子组成,下列说法正确的是
A.物体温度升高,物体内每个分子的动能都增大
B.物体运动的速度越大,分子做热运动的平均动能就越大
C.分子间的作用力(即引力和斥力的合力)总是随着分子间的距离增大而减小
D.物体吸收热量,温度不一定升高
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下列说法正确的是
A. 布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B. 气体温度不变,运动速度越大,其内能越大
C. 温度降低物体内每个分子动能一定减小
D. 用活塞压缩气缸里空气,对空气做功4.5×105J,空气内能增加了3.5×105J,则空气向外界放出热量1×105J
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