紧接着多媒体音箱发出物体凝固的声效,代表钠原子的红色小球逐渐变色。
红色小球的颜色越来越淡,最后变为淡蓝色。
动画演示到此结束。
曹布拉开窗帘,让外面的光线透进来。
“刚才我向大家演示的是什么,大家知道吗?”
教室里除了一个人之外,众人纷纷摇头。
曹布也不卖关子,“我向大家演绎的是原子的激光冷却,激光冷却是一种用于降低原子或分子运动速度,使其接近绝对零度的技术。
其原理基于光子与原子的相互作用,通过吸收和自发辐射的过程实现动能的减少。”
“在物理学中,利用激光冷却技术可以研究量子力学和基本物理学问题;
在化学中可以研究分子结构和反应动力学;
在生物学中用于研究生物大分子的结构和动态过程,以及在细胞内物质的运输和定位等等。”
“这项技术在世界上只有少数国家掌握。
美丽国处于领先地位,我们华国也在这项技术上取得了显着成效。
华人科学家朱棣文就因在这项技术发展方面的开创性贡献,荣获了97年的诺贝尔物理学奖,聘为中科院外籍院士。”
曹布向底下的同学科普完,又重新将这个实验回放了一遍。
他按下暂停键。
说道,“那么在典型的激光冷却实验中,钠原子(na)从温度(
t_1)
被冷却到温度(
t_2)。”
“已知初始温度(
t_1=300)
k,最终冷却后的温度(
t_2=50)
k。”
“假设每个钠原子在冷却过程中平均吸收了(
n=10^6)
个光子,每个光子的能量为(
e_{gamma}=5.0times10^{-22})
j。
1.
计算单个钠原子在冷却过程中吸收的总能量。
2.
解释为什么随着激光频率的调整,钠原子的冷却效果会有所改变?
3.
在上述情景下,估算钠原子的初始动能和冷却后的动能,并解释这些能量变化对应的物理意义。”
啊?
啊啊?
竞赛组的成员个个目瞪口呆。
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