题目内容
【题目】一理想的凸透镜，它容许入射光完全透过，此透镜直径
，焦距
，水平放置，四束激光沿竖直方向对称地入射到透镜靠边缘处．已知四束激光总功率为
，求激光对透镜之作用力．已知光子动量
，其中E为光子能量，c为光速．
【答案】
【解析】
激光通过透镜后聚焦，D如图所示。由于通过透镜前、后光子的能量不变，且光速为恒量，故光子的动量大小通过透镜前后不变，但方向改变光子的动量是
。
在通过透镜前，其方向竖直向下．通过透镜后，动量方向改变，其沿竖直方向和水平方向的分量分别是
，
，
由此可知，光子在通过透镜前后，其动量沿竖直方向和水平方向的改变分别是
，
．
激光照射透镜
时间内通过透镜的光子数为
这些光子分四束对称地通过透镜，它们的水平动量的变化相互抵消，因而水平方向总动量始终为零，其竖直方向动量的变化等于透镜对光子的冲量，在数值上，也就等于激光对透镜的作用力的冲量
，故有
．
由此可得
代入数值，得到，方向向下．
练习册系列答案
相关题目
