根据量子理论,光子具有动量.光子的动量等于光子的能量除以光速,即P=E⼀c.光照射到物体表面并被反射时

2025-03-19 07:55:55
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回答1:

(1)设单位时间内激光器发出的光子数为n,每个光子的能量为E,动量为p,则激光器的功率为
P=nE
所以,单位时间内到达物体表面的光子总动量为:
p=np=
nE
c
=
p
c

(2)激光束被物体表面完全反射时,其单位时间内的动量改变量为:
△p=2p=2
p
c

根据动量定理,激光束对物体表面的作用力为:
F=2
p
c

因此,激光束在物体表面引起的光压为:
p=2
p
cs

(3)设平板的质量为m,密度为ρ,厚度为d,面积为s,已知太阳常量为J;地球绕太阳公转的加速度为a.利用太阳的光压将平板送到太阳系以外的空间去,必须满足条件:太阳对平板的压力大于太阳对其的引力.结合(2)的结论,有:
2J
s
c
>ma
而平板的质量m=ρds
所以:d<
2J
cρa

解以上各式可得:d<1.6×10-6(m)
因此,平板的厚度应小于1.6×10-6(m)
答:(1)单位时间内到达物体表面的光子的总动量是
p
c

(2)其在物体表面引起的光压表达式是2
p
cs

(3)这种平板的厚度应小于1.6×10-6(m)