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如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图。经电场加速后的高速电子束，射入上下排列着许多磁铁的管中。相邻两块磁铁的极性是相反的。电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进，电
◎ 题目
如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图。经电场加速后的高速电子束，射入上下排列着许多磁铁的管中。相邻两块磁铁的极性是相反的。电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进，电子在摆动的过程中发射出光子。管子两端的反射镜（图中未画出）使光子来回反射，光子与自由电子发生相互作用，使光子能量不断增大，从而产生激光输出。  （1）若该激光器发射激光的功率为P = 6.63×10 9 W，激光的频率为υ = 1.0×1016 Hz。则该激光器每秒发出多少个激光光子？（普朗克常量  = 6.63×10－34 J·s）（2）若加速电压U =1.8×10 4 V，取电子质量  = 9×10－31 kg，电子电荷量e =1.6×10－19C。每对磁极间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度为B = 9×10－4 T。每个磁极的左右宽度为L="30" cm，厚度为2 L 。忽略左右磁极间的缝隙距离，认为电子在磁场中运动的速度大小不变。电子经电场加速后，从上下磁极间缝隙的正中间垂直于磁场方向射入第1对磁极的磁场中，电子一共可通过几对磁极？在图乙的俯视图中，画出电子在磁场中运动轨迹的示意图（尺寸比图甲略有放大）。 |
◎ 答案
（1） 1.0×10 27 （2）3 |
◎ 解析
（1）每个激光光子的能量 E = hυ （3分） 设激光器每秒发射n个光子 Pt = (nt) E （3分） 求出 n = 1.0×10 27 （1分） （2）设电子经电场加速获得的速度为v 由动能定理  （2分）设电子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R   （2分）电子在磁极间的运动轨迹如右图所示 （4分） （只画出第一段圆弧，若比例对给2分，比例不对不给分。） 电子穿过每对磁极的侧移距离均相同，设为ΔL 由图可知 ΔL = R－  （2分）(=0.1m)电子通过的磁极个数   （2分）(= =3)求出 N =" 3" （1分） |
◎ 知识点
专家分析，试题“如图甲是一种自由电子激光器的原理示意图。经电场加速后的高速电子束，射入上下排列着许多磁铁的管中。相邻两块磁铁的极性是相反的。电子在垂直于磁场的方向上摆动着前进，电…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。 闂傚倸鍊烽懗鍫曞磿閻㈢ǹ绀堟繝闈涚墛閺嗘粓鏌熼悜姗嗘當缂佺姷濞€楠炴牗娼忛崜褎鍋ч梺鍛婎殕瀹€鎼佸蓟閵堝浼犻柕澶涢檮濮ｅ嫰姊洪懡銈呮瀻缂傚秴锕璇测槈閳垛斁鍋撻敃鍌氱婵犻潧娲ㄦ禍顏堟⒒娴ｈ櫣甯涢悽顖涱殔椤啯绂掔€ｎ剙绁﹂梺鍝勭▉閸嬧偓闁稿鎸搁埥澶娾枍鏉堛劎鐭嬬紒鍌涘浮閺佸倿宕滆閿涙粌鈹戞幊閸婃劙宕戦幘缁樼厵闁惧浚鍊嬮鍫熷仼闁绘垼濮ら弲鎼佹煟濡绲荤€规挸妫楅埞鎴︻敊閻偒浜滈悾鐑筋敆閸曨偄鍤戦梺缁樶缚缁垶鍩涢幋锔藉仯闁搞儻绲洪崑鎾崇暦閸ワ妇绀勯梻鍌欒兌閹虫捇宕甸弽顓炵闁跨噦鎷� 濠电姷鏁告慨鐢割敊閺嶎厼闂い鏍ㄧ矊缁躲倝鏌ｉ敐鍛拱鐎规洘鐓￠弻鐔兼偋閸喓鍑℃俊妤€鎳忕换婵嬪閿濆棛銆愬銈嗗灦閸ㄧ懓危閹扮増鏅插璺侯儑閸橀亶姊洪弬銉︽珔闁哥姵鑹鹃埢鎾诲籍閸屾粎锛滈梺鍦帛鐢宕戦妷鈺傜厸閻忕偛澧藉ú瀛橆殽閻愭潙绗掗柍瑙勫灴瀹曢亶寮撮悙瀵糕偓鎶芥⒒閸屾瑦绁版俊妞煎妿缁牊绗熼埀顒勫极閸愵喖唯闁靛绱曠槐鐗堢節閻㈤潧校闁煎綊绠栭幃娆愮節閸屻倖瀵岄柣搴秵娴滄繈骞戦敐鍡愪簻闁挎棁顕у▍宥嗘叏婵犲啯銇濈€规洏鍔嶇换婵囨償閵忋垺娈惧┑鐘垫暩閸嬫稑顕ｉ崼鏇熷亱闁哄洢鍨洪崑鈺呮煟閹达絽袚闁稿瀚槐鎺斺偓锝庡亽閸庛儵鏌涢妶鍐ㄢ偓鏇㈠煘閹达箑鐓￠柛鈩冾殘娴犳潙顪冮妶鍡樿偁闁搞儜鍜佹Х闂備礁鎼ú銊﹀濠靛鍋￠柟闈涘暱閻楁岸鏌熼懖鈺勊夐柍褜鍓濈亸娆撳汲濡ゅ啰纾介柛灞剧懅閸斿秵銇勯妸銉﹀殗閽樻繈姊婚崼鐔恒€掗柡鍡畵閺岀喐娼忔ィ鍐╊€嶉梺鍝勬噺閹倿寮婚妸鈺傚亞闁稿本绋戦锟�- 最新内容
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