【題目】根據(jù)量子理論，光子不但有動(dòng)能，還有動(dòng)量，其計(jì)算式為，其中是普朗克常量，是光子的波長(zhǎng). 既然光子有動(dòng)量，那么光照到物體表面，光子被物體吸收或反射時(shí)，光都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”.既然光照射物體會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生光壓，有人設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測(cè)中用光壓為動(dòng)力推動(dòng)航天器加速. 給探測(cè)器安上面積極大，反射率極高的薄膜，并讓它正對(duì)太陽．已知在地球繞日軌道上，每平方米面積上得到的太陽光能為，探測(cè)器質(zhì)量為，薄膜面積為，那么探測(cè)器得到的加速度為多大？

【答案】

【解析】

由和以及真空中光速，不難得出光子的能量和動(dòng)量之間的關(guān)系：.

設(shè)時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子個(gè)數(shù)為，每個(gè)光子的能量為，動(dòng)量為，激光照到物體上后全部被反射，

這時(shí)激光對(duì)物體的光壓最大. 設(shè)這個(gè)壓強(qiáng)為，則有，，.

將代入得.

所以，.

再由牛頓第二定律，得.

本題是光子與物體相互作用產(chǎn)生光壓的典型示例，也是連續(xù)作用問題在光子與物體間相互作用的典型示例，閱讀本題能理解光壓產(chǎn)生的原因.

本題中航天器得到的加速度雖然很小，但長(zhǎng)時(shí)間加速后也能得到可觀的速度增量. 這對(duì)遠(yuǎn)距離的太空探測(cè)來說是可行的，作為科學(xué)設(shè)想，本題的構(gòu)思是有其積極意義的.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕繩的一端系著物塊A，另一端通過水平轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著小球B，A隨轉(zhuǎn)盤一起繞通過小孔O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小球B始終與轉(zhuǎn)盤保持相對(duì)靜止．已知物塊A與轉(zhuǎn)盤的接觸面是粗糙的，則物塊A受力的個(gè)數(shù)可能是

A. 2個(gè)B. 3個(gè)C. 4個(gè)D. 5個(gè)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖所示，粗糙斜劈C放在粗糙水平面上，物體A放在斜面上，輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體A上，另一端繞過光滑的滑輪懸掛物體B�，F(xiàn)在水平外力F作用下使小球B緩慢升高，整個(gè)系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則在小球B緩慢升高的過程中（ ）

A. 細(xì)線對(duì)A的拉力增大B. 物體A與C之間的摩擦力增大

C. 地面對(duì)C的摩擦力先增大后減小D. 連接滑輪的輕桿對(duì)滑輪的作用力方向始終豎直向上

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一物塊靜止在光滑水平地面上，現(xiàn)在水平拉力作用下沿x軸方向滑行，拉力F大小隨x變化規(guī)律如圖。則關(guān)于物塊從x=0 運(yùn)動(dòng)到x=x2處過程（ ）

A. 物塊加速度一直增大

B. 物塊動(dòng)能先增大后減小

C. 根據(jù)圖像信息，物塊最大動(dòng)能可求

D. 根據(jù)圖像信息，物塊最大加速度可求

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“太空涂鴉”技術(shù)的基本物理模型是：原來在較低圓軌道運(yùn)行的攻擊衛(wèi)星在變軌后接近在較高圓軌道上運(yùn)行的偵察衛(wèi)星時(shí)，向其發(fā)射“漆霧”彈，“漆霧”彈在臨近偵察衛(wèi)衛(wèi)星時(shí)，壓爆彈囊，讓“漆霧”散開并噴向偵察衛(wèi)星，噴散后強(qiáng)力吸附在偵察衛(wèi)衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上，使之暫時(shí)失效。關(guān)于這一過程下列說法正確的是

A. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運(yùn)行的周期比偵察衛(wèi)星的周期大

B. 攻擊衛(wèi)星到達(dá)新軌道后，其動(dòng)能較原軌道增大

C. 攻擊衛(wèi)星到達(dá)新軌道后，其機(jī)械能較原軌道增多

D. 攻擊衛(wèi)星在原軌道需要加速才能變軌接近偵查衛(wèi)星

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】籃球比賽是深受人們喜愛的體育項(xiàng)目,傳球方式中有種方式是通過地面?zhèn)髑?/span>,其簡(jiǎn)化過程如圖所示,若將質(zhì)量為的籃球以速度斜射到地板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜著彈出,彈出的角度也是45°,速度大小仍為則下列說法中正確的是

A. 合外力對(duì)籃球的沖量大小為

B. 籃球動(dòng)量的改變量為零

C. 地面對(duì)籃球沖量的方向水平向左

D. 籃球動(dòng)量改變量的方向豎直向下

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個(gè)處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)處于基態(tài)的氫原子碰撞，問：可能發(fā)生非彈性碰撞的最小速度為多少？氫原子的質(zhì)量是 kg，電離能.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為玻爾為解釋氫原子光譜而畫出的氫原子能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)時(shí)，以下說法符合玻爾理論的有(　　)

A. 氫原子躍遷時(shí)，可發(fā)出連續(xù)不斷的光譜線

B. 基態(tài)氫原子能吸收14 eV的光子發(fā)生電離

C. 基態(tài)氫原子能吸收11 eV的光子發(fā)生躍遷

D. 在氫原子譜線中，從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國的C919大型客機(jī)在試飛過程中，假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移x=1.6×103 m時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度v=80 m/s，已知飛機(jī)質(zhì)量m=7.0×104 kg，滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的0.1倍，（取），則飛機(jī)滑跑過程中加速度a為__________m/s2；起飛時(shí)牽引力的功率P為___________W。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案