解答题 适中0.65 引用1 组卷231
(1)如图所示,正方体密闭容器中有大量气体分子,当这些运动的分子与器壁发生碰撞时,就会产生作用力,从而产生压强。设密闭容器中每个气体分子质量为m,单位体积内分子数量为n。为简化问题,我们假定:分子大小及分子间相互作用力可忽略,且分子与器壁各面碰撞的机会均等(正方体每个面有
的概率),分子运动的平均速率为v,分子与器壁垂直碰撞且原速率反弹,利用所学力学知识。
①求平均一个分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I;
②证明:气体分子对器壁的压强
(注意:证明过程中需要用到但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)。
(2)光压的产生机理与气体压强产生的机理类似。为简化问题,我们做如下假定:每个光子的频率均为ν,光子与器壁各面碰撞的机会均等,光子与器壁碰撞为弹性碰撞,且碰撞前后瞬间,光子动量方向都与器壁垂直,不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收,光子的总数保持不变,且单位体积内光子个数为n;光子之间无相互作用。已知单个光子的能量ε和动量p间存在关系
(其中c为光速),普朗克常数为h,写出光压p光的表达式(结果用n、h、ν表示)。
①求平均一个分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I;
②证明:气体分子对器壁的压强
(2)光压的产生机理与气体压强产生的机理类似。为简化问题,我们做如下假定:每个光子的频率均为ν,光子与器壁各面碰撞的机会均等,光子与器壁碰撞为弹性碰撞,且碰撞前后瞬间,光子动量方向都与器壁垂直,不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收,光子的总数保持不变,且单位体积内光子个数为n;光子之间无相互作用。已知单个光子的能量ε和动量p间存在关系
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22-23高二下·辽宁·阶段练习
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