Question

根据量子理论，光子不但有动能还有动量，其计算式为p=

h

λ

，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长．既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”．一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P₀=1 000W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm²，当它垂直照射到某一物体表面并全部被吸收时，对该物体产生的光压将是多大？

Answer 1

分析：由光的性质可求得光的动量，再由动量定理可求得光的压力；则由压强公式可求得光强．

解答：解：由E=P₀t=hν得ν=

P0t

h

，再根据c=λν，得λ=

hc

P0t

．所以光子的动量为P=

h

hc P0t

=

P0t

c

，
再根据动量定理得F=

△p

t

=

P0

c

=3.3×10^-6 N，所以产生的光压为p=

F

S

=

3.3×10-6

1×10-6

Pa=3.3 Pa．
答：该物体产生的光压为3.3Pa；

点评：本题将光学知识及动量定理有机合起来进行考查，是道难得的好题．