我国研究人员用发射功率为2.0×105W的钇铝石榴石激光器发出波长为0.532μm的蓝光在蚕卵上打出直径为2μm的小孔.激光器发射的激光是不连续的一道一道闪光,每道闪光称为一个光脉冲.若每个光脉冲持续时间为1×10-8s,激光器每秒发射100个光脉冲.求:(1)每个光脉冲含光子数为多少?(2)每个脉冲时间内,蚕卵小孔上单位面积得到的光能是多少?(3)若光脉冲在折射率为1.46的光导纤维的一个端面射入恰能发生全反射,则光在一个光脉冲的时间内在光纤中传播的距离是多长?
1897年汤姆生通过对阴极射线的研究,发现了电子,从而使人们认识到原子是可分的。汤姆生当年用来测定电子比荷(电荷量e与质量m之比)的实验装置如图所示,真空玻璃管内C、D为平行板电容器的两极,圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场,圆形区域的圆心位于C、D中心线的中点,直径与C、D的长度相等。已知极板C、D的长度为L1,C、D间的距离为d,极板右端到荧光屏的距离为L2。由K发出的电子,经A与K之间的高电压加速后,形成一束很细的电子流,电子流沿C、D中心线进入板间区域。 若C、D间无电压,则电子将打在荧光屏上的O点;若在C、D间加上电压U,则电子将打在荧光屏上的P点,P点到O点的距离为h;若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,则电子又打在荧光屏上的O点。不计重力影响。 (1)求电子打在荧光屏O点时速度的大小。 (2)推导出电子比荷的表达式。 (3)利用这个装置,还可以采取什么方法测量电子的比荷?
如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行。求 (1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小; (2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压UMN; (3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对 线框所做的功W。
1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度。根据你学过的知识,能否知道地球平均密度的大小。
中子星是恒星演变到最后的一种存在形式. (1)有一密度均匀的星球,以角速度ω绕自身的几何对称轴旋转.若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力,那么该星球的密度至少要多大? (2)蟹状星云中有一颗中子星,它每秒转30周,以此数据估算这颗中子星的最小密度. (3)若此中子星的质量约为太阳的质量(2×1030 kg),试问它的最大可能半径是多大?
(1)试在图中粗略画出恒星运动的轨道和位置; (2)试计算恒星与点C间的距离和恒星的运行速率v.