第八章光的辐射

第八章光的辐射一、填空题1、如果一个物体对入射的各种波长的电磁波能量能全部吸收，我们就称它为_黑体_。2、单位时间内从黑体单位表面积上所发射的各种波长电磁波能量的总和，即黑体表面单位面积的辐射功率，称为_辐射出射度，简称_辐出度_。3、在光照射下金属及其化合物发射电子的现象称为光电效应，所射出的电子称为光电子。当阴极和阳极间加上一个电势差时将形成_电流，这一电流称为光电流。4、电子逸出金属表面要克服_逸出电势作功，这个功称为_逸出功，用A表示。5、研究光电效应的实验发现：金属板在单位时间内射出的电子数与照射光的强度成正比，光电子的初动能与照射光的强度无关，而只决定于照射光的_频率。6、光子的能量是由光子的频率决定，光的强度是由光子的数目决定。7、X射线通过物质散射后波长_变长的现象，称为康普顿效应。8、已知钨的逸出功为4.00eV，则能使钨产生光电效应的最大波长为_3.1×102_nm。9、光子理论认为康普顿效应是光子与散射体原子中外层电子弹性碰撞的结果。10、粒子（分子、原子、离子等）总是处于一定的能态或能级，其中最低者称为基态，其余称为激发态。11、大量粒子在某激发态停留时间的平均值称为该激发态的平均寿命，一般在10-9～10-7s。某些平均寿命相对较长，约在2310~10s左右的激发态称为亚稳态。12、粒子实现能级间跃迁的方式有两种：一种是辐射跃迁；另一种无辐射跃迁。13、原子在实现能级跃迁时，将伴随与外界交换能量，其方式之一为光辐射。光辐射分为三种形式，即受激吸收、自发辐射、和受激辐射。14、当原子从一个具有较高能量nE的稳定状态跃迁到另一较低能量kE的稳定状态时，原子所发射的单色波长为knEEhc。15、要想产生激光，必须使_受激辐射的概率大于吸收率。这只有实现粒子数反转分布分布，才有可能实现。16、在激光发射原理中，要实现光放大，就必须使处于高能级上的原子数多于处在低能级上的原子数，这种与正常分布相反的分布称为粒子数反转分布。17、能实现粒子数反转的物质，除了具有基态和激发态外，还有亚稳态。18、原子内要实现粒子数反转分布需要两个条件：一是工作物质必须具有亚稳态的能级结构；二是_要求有外界能源的激励作用。19、产生激光的条件有：工作物质实现粒子数反转分布_和光学谐振腔的振荡作用。20、光源中大量原子在某些能级之间作受激辐射发出的光即是激光。21、某原子的基态能量为eV6.13，亚稳态能量为eV5.11，则用由该种元素组成的物质作为激光器的工作物质时，所发出激光的波长为592nm。22、和普通光源相比，激光所具有的特性为_方向性好、亮度高、强度大、单色性好、相干性好、偏振性好。23、激光器的基本结构是由工作物质、激励装置和_光学谐振腔三部分组成。24、激光的生物作用有热作用_、机械作用、光化作用、电磁场作用、生物刺激作用。25、激光是电磁波，激光对生物组织的作用就是电磁场_对生物组织的作用。26、对于肿瘤细胞，激光有三种作用：一是热凝；二是气化；三是光致敏化；尤其是光动力学作用。27、影响激光与生物组织相互作用的因素有两方面，一方面是激光的性能参量、另一方面是生物组织的性质。28、激光治疗机通常由激光器、与之耦接的导光系统以及支架、排烟装置等辅助设备构成29、激光对人体可能造成的危害有两类。一类是直接危害；另一类是与激光器有关的危害_。30、激光对人体可能造成的危害采取的安全措施有两方面。一方面是激光系统及工作环境的监控管理，另一方面是个人防护。二、单项选择题（B）1、某金属的逸出功为4.00eV，若用频率为3.0×1015Hz的光线照射其表面，则光电子的最大速度为多少m·s-1：A、6.85×105；B、1.72×106；C、3.44×105；D、5.47×107；（D）2、钠的光电效应的红限为500nm，现以400nm的光照射它，则其逸出功和光电子的初速度为：A、3.98×10-19J，8.72×1014m·s-1；B、6.43×10-18J，8.72×1014m·s-1；C、6.43×10-18J，4.67×1015m·s-1；D、3.98×10-19J，4.67×105m·s-1。（C）3、电子的动量等于波长为λ=5200×10-10m的光子的动量，该电子的运动速度为多少m·s-1A、6.7×106；B、5.8×105；C、1.4×103；D、2.7×104；（A）4、某光子的质量等于电子的静止质量，该光子的能量为多少MeV。A、0.51B、1.02C、2.04D、4.08（A）5、下列各物体中，哪一项是黑体：A、辐射本领最强的物体；B、不辐射任何光线的物体；C、不反射任何光线的物体；D、在任何温度下都是黑色的物体。（D）6、下列特性中不是激光特性的是：A、方向性好B、单色性好C、相干性好D、荧光效应（D）7、下列效应中不属于激光的生物效应的是：A、压力效应B、光化效应C、电磁场效应D、空化作用（A）8、普通光源的发光原理，是利用了原子的：A、自发辐射B、受激辐射C、受激吸收D、自发跃迁三、应用题1、假设太阳表面温度为5800K，直径为13.9×108m，太阳一年中由于辐射而损失的能量是多少焦耳？按质能联系公式2mcE，太阳每年损失的质量多少千克?解：据公式：4)(TTM24RSt=365×24×3600sJStTME3428481023.1360024365)2109.13(14.3458001067.5)(2mcEkgcEm17283421036.1)103(1023.12、在入射光波长nm4000，nm05.00两种情况下分别计算散射角时康普顿效应波长偏移和/。)(00486.02sin00243.022/sin222nmc)(40000486.04000nm)(05486.000486.005.0/0/nm%1022.140000486.03%86.805486.000486.0/3、粒子在磁感应强度为TB025.0的均匀磁场中沿半径为cmR83.0的圆形轨道运动。求（1）其德布罗意波长；（2）若使质量gm1.0的小球以与粒子相同的速率运动，其德布罗意波长多大？hmPRmBq2hPBRqm)(1098.91083.0025.02106.11063.61221934mqBRh球球球球hmP球球hmBRqm)(1071.61064.610614.441083.0025.02106.1101.010626.61067.1)007276.12008665.12(34276121933427m球4、某一原子具有如下能级状态：-13.2eV（基态）、-11.1eV、-10.6eV、-9.8eV，只有-11.1eV的态有激光作用，-10.6eV的态主要是向-11.1eV态跃迁，-9.8eV主要向基态跃迁。问应该用多大的波长来抽运这一激光器才合适？发出激光的波长为多少？解：由于eV1.11的态有激光作用，即eV1.11的态为亚稳态，外来能量应把基态的原子激发到eV6.10的能级上，eV6.10能级上的原子再跃迁到eV1.11能级上实现粒子数反转，eV1.11能级上的原子向基态跃迁产生激光。设eVE2.131，eVE1.112，eVE6.103，eVE8.94，由分析可知，1311EEhchv191834106.1)]2.13(6.10[100.31063.6)(478106.16.210310626.6198341nm即应用478nm的波长来抽运这一激光器。122EEhv122EEch)(592106.1)]2.13(1.11[10310626.619834122nmEEhc即发出的激光波长为592nm。