Question

【題目】已知光子有動量，其動量的計算公式為 ，式中h是普朗克常量，λ是光的波，長．既然光子有動量，那么光照射到物體表面被吸收或被反射時就會對物體有壓力，叫做 “光壓”。有人設想在遙遠的宇宙探測中利用光壓力作動力推動航天器加速，這樣可以大大減少航天器發射的自身的體積和重量的影響，在某個設計方案中，計劃給探測器安上面積極大，反射率極高的薄膜，并設法讓它始終正對太陽．

(1)已知在地球繞日軌道上，每平方米面積上得到的太陽光的功率為P0 = 1.35kW，探測器本身的質量為M=100kg，薄膜面積為S=4×104m2，那么探測器由地球發射到太空時，由于太陽光的光壓而得到的加速度將為多大?

(2)若探測器僅靠光壓加速，那么每一天內增加的速度將是多大?

Answer 1

【答案】(1) 3.6 × 10-3m/s2 (2)△υ=a△t=311m／s

【解析】

（1）)由和可得；

設每秒照射到薄膜上光子個數為n，則；

由動量定理，當入射光全部被反射時，有，

由牛頓第二定律，得；

（2）若探測器僅靠光壓加速，那么每一天內增加的速度為