稿件来源:高途
高中 | 光子的动量题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-5
第十七章 波粒二象性
17.2 光的粒子性
光子的动量
机械波与电磁波在本质上虽然不同,但具有波动的共同特征。
在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动,经$0.2$ $s$第一次到达最大位移处,在这段时间内波传播了$1.2\;\rm m$,则这列波的周期是 $\;\rm s$,波速是 $\;\rm m/s$。
一质点由平衡位置竖直向上运动,经$0.2\;\rm s$第一次到达最大位移处,则有$\Delta t=0.2\;\text{s}=\dfrac{1}{4}T$
解得这列波的周期$T=0.8\;\rm s$
在这段时间内波传播了$1.2\;\rm m$,则波速为$v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\dfrac{1.2}{0.2}\ \text{m}/\text{s}=6\;\rm \text{m}/\text{s}$
某种电磁波的频率为$\nu$,光速为$c$,则该电磁波对应的光子的动量为 。
某种电磁波的频率为$v$,光速为$c$,则该电磁波对应的光子的动量为$p=\dfrac{h}{\lambda}=\dfrac{h\nu}{c}$
分析下列物理现象:①“空山不见人,但闻人语响”;②彩超测出反射波频率的变化,从而知道血液流速;③围绕发声的双股音叉走一圈,听到声音忽强忽弱;④声呐系统,用于探测海中的物体,这些物理现象分别属于波的$(\qquad)$
衍射、多普勒效应、干涉、反射
","衍射、干涉、多普勒效应、折射
","折射、干涉、多普勒效应、反射
","衍射、折射、多普勒效应、干涉
"]“空山不见人,但闻人语响”,属于衍射现象;彩超测出反射波频率的变化,从而知道血液流速,属于多普勒效应;围绕发声的双股音叉走一圈,听到声音忽强忽弱,属于干涉现象;声呐系统,用于探测海中的物体,属于波的反射现象。
故选:$\rm A$
电磁波在日常生活中有广泛的应用,涉及科研、军事、通信、医疗、能源等多个领域。下列关于电磁波的说法,正确的是$(\qquad)$
利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
","均匀变化的电场和均匀变化的磁场可以相互激发,形成电磁波
","用微波炉加热食物时,通过红外线传热使食物的温度升高
","麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
"]$\rm A$.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波能通过电缆、光缆传输,故$\rm A$错误;
$\rm B$.均匀变化的电场产生稳定的磁场,均匀变化的磁场稳定的电场,不会形成电磁波,故$\rm B$错误;
$\rm C$.微波炉加热食物的原理主要是利用微波与食物中的水分子产生共振摩擦,使食物中水的温度升高,进而使食物本身的温度也随着升高,可知,用微波炉加热食物时,并不是通过红外线传热使食物的温度升高,故$\rm C$错误;
$\rm D$.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,故$\rm D$正确。
故选:$\rm D$
宇宙中到处存在的中性氢可以产生波长为$21\;\rm cm$的谱线,这一谱线书写了宇宙的故事。我国于$2016$年在贵州落成启用的世界最大的$500\;\rm m$口径球面射电望远镜(简称$\rm FAST$)其中一个重要的任务就是在茫茫宇宙中探索中性氢的踪迹。下列数据与中性氢谐线的频率最接近的是$(\qquad)$
$10^{6}\\;\\rm Hz$
","$10^{7}\\;\\rm Hz$
","$10^{8}\\;\\rm Hz$
","$10^{9}\\;\\rm Hz$
"]宇宙中到处存在的中性氢可以产生波长为$21\;\rm cm$的谱线,根据$\lambda=\dfrac{c}{f}$
可得中性氢谐线的频率$f=\dfrac{c}{\lambda}=\dfrac{3 \times 10^{8}}{0.21}\ \text{Hz} \approx 1.4 \times 10^{9}\;\rm \text{Hz}$
故选:$\rm D$
某些特殊的人工材料,入射角$i$与折射角$r$依然满足$\dfrac{\sin i}{\sin r}=n$,但是折射线与入射线位于法线的同一侧,因此其折射率为负值($n\lt 0$),称为负折射率材料。空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率$n=-1.2$,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是$(\qquad)$




根据题意可知负折射率材料的折射线与入射线位于法线的同一侧;光从上表面入射时,由折射定律可得$|n|=|-1.2|=\dfrac{\sin\alpha}{\sin\beta}$
可得$\alpha\gt \beta$;根据对称性可知光从下表面射出时的出射光线与法线的夹角应为$\alpha$。
故选:$\rm C$
高中 | 光子的动量题目答案及解析(完整版)