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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...

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P=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?
(1)找出光子的动量和能量之间关系,求出光子的动量,由动量定理求出压力,然后求出光压. (2)求出探测器受到光压力,由牛顿第二定律求出加速度. 【解析】 (1)由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 由动量定理得: 压强 由以上各式得 (2)同理可得: 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 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
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B.红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜色的干涉条纹仍然存在
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