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[物理选修3-5模块]
(1)激光制冷原理可以根据如图所示的能级图简单说明,激光射入介质中,引起介质中的离子从基态跃迁到激发态n=11,一些处于激发态n=11的离子很快吸收热量转移到激发态n=12,离子从激发态n=11和n=12向基态跃迁辐射两种荧光,部分辐射荧光的能量大于入射激光的能量,上述过程重复下去实现对介质的冷却,下列说法正确的是______
A.两种辐射荧光波长都大于射入介质的激光波长
B.激光制冷过程中,介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差
C.两种辐射荧光在同一装置下分别做双缝干涉实验,相邻两条亮条纹间的距离不相等
D.若两种辐射荧光分别照射同一金属板都能产生光电效应,则光电子的最大初动能相等
(2)在光滑的水平地面上静止着一质量为M=0.4kg的薄木板,一个质量为m=0.2kg的木块(可视为质点)以υ=4m/s的速度从木板左端滑上,一段时间后,又从木板上滑下(不计木块滑下时机械能损失),两物体仍沿直线继续向前运动,从木块与木板刚刚分离开始计时,经时间t=3.0s,两物体之间的距离增加了x=3m,已知木块与木板的动摩擦因数μ=0.4,求薄木板的长度.

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(1)根据玻尔理论和光子的能量公式E=h分析可知,从n=12向基态跃迁辐射的荧光波长小于射入介质的激光波长.激光制冷过程中,介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差.干涉条纹的间距与波长成正比.产生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率有关. (2)木块和木板系统在水平方向不受外力,动量守恒,根据动量守恒定律和已知条件列式即可求出分离瞬间各自的速度;然后根据功能关系列式即可以求出木板的长度. 【解析】 (1)A、根据玻尔理论和光子的能量公式E=h分析可知,从n=12向基态跃迁辐射的荧光波长小于射入介质的激光波长.故A错误. B、激光制冷过程中,由玻尔理论得知,介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差.故B正确. C、干涉条纹的间距与波长成正比.则两种辐射荧光在同一装置下分别做双缝干涉实验,相邻两条亮条纹间的距离不相等.故C正确. D、产生光电效应时,光电子的最大初动能随着入射光的频率的增大而增大,由于两种荧光频率不等,则光电子的最大初动能不相等.故D错误. 故选BC. (2)设木块与木板分离后速度分别为为:v1、v2,由动量守恒定律得: mv=mv1+Mv2 根据题意,有: v1-v2= 解得:v1=2m/s,v2=1m/s 根据动能定理得:μmgd=m-- 代入数据解得: d=1.25m 即薄木板的长度为1.25m. 故答案为: (1)BC;(2)薄木板的长度是1.25m.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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