已知光子有动量，其动量的计算公式为，式中h是普朗克常量，λ是光的波长．既然光子有动量，那么光照射到物体表面被吸收或被反射时就会对物体有压力，叫做“光压”．有人设想

Question

已知光子有动量，其动量的计算公式为 ，式中h是普朗克常量，λ是光的波长．既然光子有动量，那么光照射到物体表面被吸收或被反射时就会对物体有压力，叫做“光压”．有人设想在遥远的宇宙探测中利用光压力作动力推动航天器加速，这样可以大大减少航天器发射的自身的体积和重量的影响，在某个设计方案中，计划给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并设法让它始终正对太阳．

   (1)已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光的功率为P ₀   = 1.35kW，探测

     器本身的质量为M=100kg，薄膜面积为S=4×10 ⁴ m ² ，那么探测器由地球发射到太空时，由于太阳光的光压而得到的加速度将为多大?

   (2)若探测器仅靠光压加速，那么每一天内增加的速度将是多大?

已知光子有动量，其动量的计算公式为 ，式中h是普朗克常量，λ是光的波长．既然光子有动量，那么光照射到物体表面被吸收或被反射时就会对物体有压力，叫做“光压”．有人设想在遥远的宇宙探测中利用光压力作动力推动航天器加速，这样可以大大减少航天器发射的自身的体积和重量的影响，在某个设计方案中，计划给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并设法让它始终正对太阳．

   (1)已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光的功率为P ₀   = 1.35kW，探测

     器本身的质量为M=100kg，薄膜面积为S=4×10 ⁴ m ² ，那么探测器由地球发射到太空时，由于太阳光的光压而得到的加速度将为多大?

   (2)若探测器仅靠光压加速，那么每一天内增加的速度将是多大?

已知光子有动量，其动量的计算公式为 ，式中h是普朗克常量，λ是光的波长．既然光子有动量，那么光照射到物体表面被吸收或被反射时就会对物体有压力，叫做“光压”．有人设想在遥远的宇宙探测中利用光压力作动力推动航天器加速，这样可以大大减少航天器发射的自身的体积和重量的影响，在某个设计方案中，计划给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并设法让它始终正对太阳．

   (1)已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光的功率为P ₀   = 1.35kW，探测

₀  

     器本身的质量为M=100kg，薄膜面积为S=4×10 ⁴ m ² ，那么探测器由地球发射到太空时，由于太阳光的光压而得到的加速度将为多大?

     ^{4 2}

   (2)若探测器仅靠光压加速，那么每一天内增加的速度将是多大?

Answer 1

(1)由E = hv和可得  E/P=c     设每秒照射到薄膜上光子个数为n则，nE=Po S，由动量定理，当入射光全部被反射时，有F=n·2P，由牛顿第二定律F=Ma，得a=3.6 × 10-3m/s2    (2)△υ=a△t=311m/s

(1)由E = hv和可得  E/P=c     设每秒照射到薄膜上光子个数为n则，nE=Po S，由动量定理，当入射光全部被反射时，有F=n·2P，由牛顿第二定律F=Ma，得a=3.6 × 10-3m/s2    (2)△υ=a△t=311m/s