◎ 题目

根据量子理论，光子不但有能量E=hv而且有动量，计算式为p=h/λ，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长．既然光子有动量，那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”． （1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P0=103W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm2，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的光压最大，最大光压是多少？ （2）有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速，给探测器安上面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳，已知在地球绕日轨道上，每秒单位面积上得到的太阳光能为1.35kJ，探测器质量为M=50kg，薄膜同积为4×104m2，那么探测器得到的加速度为多大？

◎ 答案

（1）由E=hv，p= h λ 以及光在真空中光速c=λv知， 光子的动量和能量之间关系为E=pc． 设时间t内激光器射出光子个数为n，每个光子能量为E，激光射到物体上后全部反射， 则这时激光对物体的光压最大，设这个压强为P压 激光器的功率P0= n t E 由动量定理得：F t n =2p 压强p压= F S 由以上各式得p压= 2P0 cS = 2×103 3×108+10-6 Pa=6.7Pa （2）同理可得：p′压=9×10-6Pa 探测器受到光压力为F=p'压S 对探测器应用牛顿第二定律F=Ma 可得a= p′压S M =7.2×10-3m/s2 答：（1）最大光压是6.7Pa （2）探测器得到的加速度为7.2×10-3m/s2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“根据量子理论，光子不但有能量E=hv而且有动量，计算式为p=h/λ，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长．既然光子有动量，那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】，【光子的动量】  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。