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原子不停地做熱運(yùn)動(dòng)，不便于觀察研究，“激光致冷捕捉原子”的原理如下：真空室內(nèi)，一束處在基態(tài)的原子熱運(yùn)動(dòng)的速率為v0，受一束激光的迎面正面照射，激光光子能量E等于該原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量之差，原子就能吸收它而發(fā)生躍遷，躍遷后原子速度變?yōu)関1；爾后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài)，此時(shí)原子速度變?yōu)?IMG style="vertical-align:middle" SRC="http://thumb.zyjl.cn/pic7/pages/61A2/0619/0337/4a649d57b8b44265dc679b1e653b4aab/A/Image723.gif" width=21 height=29>，設(shè)所發(fā)光子運(yùn)動(dòng)方向與速度v0總相同，接著重復(fù)上述過(guò)程，直到原子速度減小到零．這樣“致冷”完一次，原子吸收光子的總次數(shù)n＝________(原子的質(zhì)量為m，真空中光速為c)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2008?茂名模擬）在納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)原子，必須使在不停地做熱運(yùn)動(dòng)（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來(lái)且能在一個(gè)小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間，為此已發(fā)明了“激光制令”的技術(shù)，若把原子和入射光分別類比為一輛小車和一個(gè)小球，則“激光制冷”與下述的力學(xué)模型很類似．
一輛質(zhì)量為m的小車（一側(cè)固定一輕彈簧），如圖所示以速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，一個(gè)動(dòng)量大小為p，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時(shí)間△T，再解除鎖定使小球以大小相同的動(dòng)量p水平向右彈出，緊接著不斷重復(fù)上述過(guò)程，最終小車將停下來(lái)，設(shè)地面和車廂均為光滑，除鎖定時(shí)間△T外，不計(jì)小球在小車上運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮、伸長(zhǎng)的時(shí)間．求：
（1）小球第一次入射后再?gòu)棾鰰r(shí)，小車的速度大小和這一過(guò)程中小車動(dòng)能的減少量；
（2）從小球第一次入射開(kāi)始到小車停止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在納米技術(shù)中需要移動(dòng)式修補(bǔ)原子，必須使在不停地做熱運(yùn)動(dòng)（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來(lái)且能在一個(gè)小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間．在此華裔諾貝爾物理獎(jiǎng)得主朱棣文發(fā)明了“激光致冷”技術(shù)．若把原子和入射光子看成兩個(gè)小球，則“激光致冷”與下述力學(xué)模型類似．一質(zhì)量為M的小球A以速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示，一個(gè)動(dòng)量大小為P的小球B水平向左射向小球A并與之發(fā)生碰撞，當(dāng)兩球形變量最大時(shí)，形變量突然被鎖定一段時(shí)間△T，然后突然解除鎖定使小球B以大小相同的動(dòng)量p水平向右彈出．緊接著小球B再次以大小為p的動(dòng)量水平向左射向小球A，如此不斷重復(fù)上述過(guò)程，小球B每次射入時(shí)動(dòng)量大小為p，彈出時(shí)動(dòng)量大小也為p，最終小球A將停止運(yùn)動(dòng)．設(shè)地面光滑，除鎖定時(shí)間△T外，其他時(shí)間均可不計(jì)．求：
（1）小球B第一次入射后再?gòu)棾鰰r(shí)，小球A的速度大小和這一過(guò)程中小球A動(dòng)能的減少量．
（2）從小球B第一次入射開(kāi)始到小球A停止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在納米技術(shù)中需要移動(dòng)式修補(bǔ)原子，必須使在不停地做熱運(yùn)動(dòng)（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來(lái)且能在一個(gè)小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間.為此獲得1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美籍華人朱棣文對(duì)此進(jìn)行研究并發(fā)明“激光制冷”技術(shù)，若把原子和入射光子看成兩個(gè)小球，則“激光制冷”與下述力學(xué)模型類似：一質(zhì)量為M的小球A以速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示，一個(gè)動(dòng)量大小為p的小球B水平向左射向小球A并與之發(fā)生碰撞，當(dāng)兩球形變量最大時(shí)，形變量突然被鎖定一段時(shí)間ΔT，然后突然解除鎖定使小球B以大小相同的動(dòng)量p水平向右彈出.緊接著小球B再次以大小為p的動(dòng)量水平向左射向小球A，如此不斷重復(fù)上述過(guò)程，小球B每次射入時(shí)動(dòng)量大小為p，彈出時(shí)動(dòng)量大小仍為p，最終小球A將停止運(yùn)動(dòng).設(shè)地面光滑，除鎖定時(shí)間ΔT外，其他時(shí)間均為不?計(jì).求：

（1）小球B第一次入射后再?gòu)棾鰰r(shí)，小球A的速度大小和這一過(guò)程中小球A動(dòng)能的減少量.

（2）從小球B第一次入射開(kāi)始到小球A停止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

原子在不停地做熱運(yùn)動(dòng)，為了能高精度地研究孤立原子的性質(zhì)，必須使它們幾乎靜止下來(lái)并能在一個(gè)小的空間區(qū)域停留一段時(shí)間。例如：納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)分子，科學(xué)家已發(fā)明了一種稱為“激光致冷”的儀器，原理如下：

    在一個(gè)真空室內(nèi)，一束非常直的Na—23原子束(通過(guò)樣品在1 000 K高溫下蒸發(fā)而獲得，原子做熱運(yùn)動(dòng)的速率近似為v0=1 000 m/s)，受一束激光的正面照射，如圖所示，設(shè)原子處在基態(tài)，運(yùn)動(dòng)方向與激光光子的運(yùn)動(dòng)方向相反，選好激光頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)間的能量差，原子就能吸收它而發(fā)生躍遷，躍遷后原子的速度變?yōu)関1,隨后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài)，設(shè)所發(fā)射光子的運(yùn)動(dòng)方向與速度v0的方向總是相同，此時(shí)原子的速度為v2，接著重復(fù)上述過(guò)程，直到原子的速度減小到零。

(1)求吸收和發(fā)射光子的總次數(shù)為多少?

(2)原子停留在激發(fā)態(tài)上的時(shí)間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽命，大小約為τ=10-8 s。忽略每次吸收和發(fā)射光子的時(shí)間，按上述方式，原子初速度v0減小到零，共需多長(zhǎng)時(shí)間?該時(shí)間內(nèi)原子總共走過(guò)的路程約為多少?(E=3.36×10-19 J，鈉原子的質(zhì)量m=3.84×10-26 kg，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1，光速c=3.0×108 m/s)

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