Question

（1）可见光的光子“平均能量”是多少？（可看成波长为500nm的光子的能量）其动量是多少？（2）一个100W

Answer 1

（1）光子能量E＝hν＝

hc

λ＝

6.63×10?34×3×108

500×10?9＝3.98×10?19(J)

由光子的能量和动量的关系可得，光子的动量p＝

E

c＝

3.98×10?19

3×108＝1.33×10?27(kg?m/s)

也可用p＝

h

λ＝

6.63×10?34

500×10?9＝1.33×10?27(kg?m/s)

（2）灯泡在可见光区域内辐射能量为N=1%×100=1（W），

则每秒钟辐射光子数为n＝

N

E＝

1

3.98×10?19＝2.51×1018(个/秒)

（3）光子对黑体的压强，就是黑体在单位面积上每秒钟受到光子冲击时光子动量的改变量．

因为光子被黑体吸收，所以动量的改变量在数值上等于光子原来的动量．

以灯泡为球心，2m为半径作一个球面，则球面积S=4πR²

光压p′＝

np

4πR2＝

2.51×1018×1.33×10?27

4×3.14×22＝6.6×10?11(Pa)

答：（1）可见光的光子“平均能量”是3.98×10^-19J；其动量是1.33×10^-27kg．m/s；

（2）灯泡每秒钟放出可见光光子的数目2.51×10¹⁸；

（3）产生的光压是6.6×10^-11Pa．