已知光子有動(dòng)量,其動(dòng)量的計(jì)算公式為,式中h是普朗克常量,λ是光的波長(zhǎng).既然光子有動(dòng)量,那么光照射到物體表面被吸收或被反射時(shí)就會(huì)對(duì)物體有壓力,叫做“光壓”.有人設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測(cè)中利用光壓力作動(dòng)力推動(dòng)航天器加速,這樣可以大大減少航天器發(fā)射的自身的體積和重量的影響,在某個(gè)設(shè)計(jì)方案中,計(jì)劃給探測(cè)器安上面積極大,反射率極高的薄膜,并設(shè)法讓它始終正對(duì)太陽(yáng).

   (1)已知在地球繞日軌道上,每平方米面積上得到的太陽(yáng)光的功率為P0 = 1.35kW,探測(cè)

    器本身的質(zhì)量為M=100kg,薄膜面積為S=4×104m2,那么探測(cè)器由地球發(fā)射到太空時(shí),由于太陽(yáng)光的光壓而得到的加速度將為多大?

   (2)若探測(cè)器僅靠光壓加速,那么每一天內(nèi)增加的速度將是多大?

(1)由E = hv和可得  E/P=c 

    設(shè)每秒照射到薄膜上光子個(gè)數(shù)為n則,nE=PS,由動(dòng)量定理,當(dāng)入射光全部被反射時(shí),有F=n·2P,由牛頓第二定律F=Ma,得a=3.6 × 10-3m/s2

    (2)△υ=a△t=311m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

A.(1)為了將空氣裝入氣瓶?jī)?nèi),現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮,空氣可視為理想氣體.下列圖象能正確表示該過(guò)程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是
 
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(2)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過(guò)程中,溫度保持不變,外界做了24kJ的功.現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底,若在此過(guò)程中,瓶中空氣的質(zhì)量保持不變,且放出了5kJ的熱量.在上述兩個(gè)過(guò)程中,空氣的內(nèi)能共減小
 
kJ,空氣
 
(選填“吸收”或“放出”)的總能量為
 
kJ.
(3)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3,空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.若潛水員呼吸一次吸入2L空氣,試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù).(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
B.(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特點(diǎn),在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛.下面關(guān)于激光的敘述正確的是
 

A.激光是縱波
B.頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)相同
C.兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
D.利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離
(2)如圖甲所示,在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,激光的波長(zhǎng)為5.30×10-7m,屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7m,則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是
 
(選填“明條紋”或“暗條紋”).現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30×10-7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將
 
(選填“變寬”、“變窄”或“不變”).
(3)如圖乙所示,一束激光從O點(diǎn)由空氣射入厚度均勻的介質(zhì),經(jīng)下表面反射后,從上面的A點(diǎn)射出.已知入射角為i,A與O 相距l(xiāng),介質(zhì)的折射率為n,試求介質(zhì)的厚度d.精英家教網(wǎng)
C.(1)研究光電效應(yīng)電路如圖所示.用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K),鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收,在電路中形成光電流.下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中,正確的是
 
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(2)鈉金屬中的電子吸收光子的能量,從金屬表面逸出,這就是光電子.光電子從金屬表面逸出的過(guò)程中,其動(dòng)量的大小
 
(選填“增大”、“減小”或“不變”),原因是
 

(3)已知?dú)湓犹幵诘谝、第二激發(fā)態(tài)的能級(jí)分別為-3.40eV和-1.51eV,金屬鈉的截止頻率為5.53×1014Hz,普朗克常量h=6.63×10-34J?s.請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷,氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過(guò)程中發(fā)出的光照射金屬鈉板,能否發(fā)生光電效應(yīng).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2006?鎮(zhèn)江模擬)如圖是光電管的原理圖,已知當(dāng)有波長(zhǎng)為入0的光照到陰極K上時(shí),電路中有光電流,則( 。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖是光電管的原理圖,已知當(dāng)有波長(zhǎng)為入0的光照到陰極K上時(shí),電路中有光電流,則(  )
A.若換用波長(zhǎng)為入1 (入1>入0)的光照射陰極K時(shí),電路中一定沒(méi)有光電流
B.若換用波長(zhǎng)為入2 (入2<入0)的光照射陰極K時(shí),電路中光電流一定增大
C.若將變阻器滑動(dòng)頭P從圖示位置向右滑一些,仍用波長(zhǎng)為入.的光照射,則電路中光電流一定增大
D.若將變阻器滑動(dòng)頭P從圖示位置向左滑過(guò)中心O點(diǎn)時(shí),其它條件不變,則電路中仍可能有光電流
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解