一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率P=1000W.出射的光束截面积S=1.00mm2.试问当该光束垂直射到一物体平面上时.可能产生的光压的最大值为多少?已知对于波长为l的光束.其每一个光子的动量为(h为普朗克常量) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率P=1000W，出射的光束截面积S=1.00mm²。试问当该光束垂直射到一物体平面上时，可能产生的光压的最大值为多少？已知对于波长为l的光束，其每一个光子的动量为（h为普朗克常量）

答案：6.67Pa
提示：

考查波粒二象性

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（2007?天津模拟）根据量子理论，光子不但有能量E=hv而且有动量，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，那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”．
（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P₀=10³W，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时，对该物体产生的光压最大，最大光压是多少？
（2）有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速，给探测器安上面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳，已知在地球绕日轨道上，每秒单位面积上得到的太阳光能为1.35kJ，探测器质量为M=50kg，薄膜同积为4×10⁴m²，那么探测器得到的加速度为多大？

根据量子理论，光子不但有动能还有动量，其计算式为p=

，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？

根据量子理论，光子的能量E和动量p之间的关系式为E＝pc，其中c表示光速.由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”，用I表示.

（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P₀，射出的光束的横截面积为S，当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时，激光对物体表面的压力F＝2p·N，其中p表示光子的动量，N表示单位时间内激光器射出的光子数.试用p₀与S表示该束激光对物体产生的光压I；

（2）有人设想在宇宙探测中用光为动力推动探测器加速，探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳.已知太阳光照射薄膜时每平方米面积上的辐射功率为1.35 kW，探测器和薄膜的总质量为m＝100 kg，薄膜面积为4×10⁴ m².求此时探测器的加速度大小.

根据量子理论，光子不但有动能还有动量，其计算式为p=，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=1 000 W，射出的光束的横截面积为S=1.00 mm²，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?

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