Question

【题目】太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。由于这种推力很小，所以不能为航天器从地面起飞，但在没有空气阻力存在的太空，这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10-5～10-3g左右的加速度。如先用火箭把太阳帆送入低轨道，则凭借太阳光压的加速，它可以从低轨道升到高轨道，甚至加速到第二、第三宇宙速度，飞离地球，飞离太阳系。如果帆面直径为300米，可把0.5吨质量的航天器在200多天内送到火星；如果直径大到2000米，可使5吨质量的航天器飞出太阳系。

假设宇宙航行器太阳帆被涂装成红色，太阳光中红光的辐射强度（即单位时间垂直辐射到单位面积上的能量）为P1，其它各色光的辐射总强度为P2，宇宙航行器太阳帆的受光面积为s，假设太阳帆能反射全部红光，其它各色光全吸收，不考虑康普顿效应，光速为c，求航行器因为光照而获得的动力F。（可以把红光外的其余各色光等效地用某一特定频率光代替）

Answer 1

【答案】

【解析】

根据能量和动量的关系：，则在时间△t，面积为S的太阳帆反射红光的光子的动量变化：△P1＝；

吸收其他光的动量变化：△P2＝；

根据动量定理：Ft=△P1+△P2，

解得：。