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)。
轻杆长,杆的一端固定着质量
的小球。小球在杆的带动下,绕水平轴O在竖直平面内作圆周运动,小球运动到最高点C时速度为2
。
。则此时小球对细杆的作用力大小为多少?方向呢?
总质量为M的热气球由于故障在高空以匀速v竖直下降,为了阻止继续下降,在t=0时刻,从热气球中释放了一个质量为m的沙袋,不计空气阻力.问:何时热气球停止下降?这时沙袋的速度为多少?(此时沙袋尚未着地)
物体从离地h高处下落,它在落地前的1s内下落35m,求物体下落时的高度及下落时间.(g=10m/s2)
国家飞碟射击队用如图6—3—15所示装置进行模拟训练,被训练的队员在高H =" 20" m的塔顶,在地面上距塔水平距离为s处有一个电子抛靶装置,圆形靶可被以速度v2竖直抛出,当靶被抛出的同时立即用特制手枪沿水平射击,子弹速度v1 =" 100" m/s.不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹的枪膛中的运动时间,且忽略空气阻力及靶的大小(g =" 10" m/s2).
(1)当s取值在什么范围时,无论v2为何值都不能击中靶?
(2)若s =" 100" m,v2 =" 20" m/s,试通过计算说明靶能否被击中?
如图6—3—9所示,飞机距地面高度H=500m,水平飞行速度v1=100m/s,追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距汽车水平距离多远处投弹?