题目内容
【题目】一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为
，射出的光束截面积为
（已知，对于波长为
的光束，其每一个光子的动量为
，式中h为普朗克恒量，铁的有关参数为热容量
，密度
，熔点
，熔解热
，摩尔质量
）求
（1）当该光束垂直入射到一物体平面上时，可能产生的光压的最大值为多少？
（2）这束光垂直射到温度T为273K，厚度d为
的铁板上，如果有80%的光束能量被激光所照射到的那一部分铁板所吸收，并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔，这需要多少时间？
【答案】(1) 
(2) 
【解析】
（1）当光束垂直入射到一个平面上时，如果光束被完全反射，且反射光垂直于平面，则光子的动量改变达最大值，为
．
此时该光束对被照射面的光压为最大。设单位时间内射到平面上的光子数为n，光压p的数值就等于这些光子对被照射面积A的冲量（也就是光子动量的改变量）的总和除以面积A，即
．
每个光子的能量为
，这里c为真空中的光速，以为光的频率，因而
．
于是，
．
（2）激光所照射到的质量为M那一小部分铁板在熔化过程中所吸收的热量为
，
所以
．
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