题目内容
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和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使探测器加速，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1.35kw，探测器和薄膜的总质量为m=100kg，薄膜面积为4×104m2，求此时探测器的加速度大小？（不考虑万有引力等其它的力）
（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和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使探测器加速，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1.35kw，探测器和薄膜的总质量为m=100kg，薄膜面积为4×104m2，求此时探测器的加速度大小？（不考虑万有引力等其它的力）
分析：（1）找出光子的动量和能量之间关系，求出光子的动量，由动量定理求出压力，然后求出光压．
（2）求出探测器受到光压力，由牛顿第二定律求出加速度．
（2）求出探测器受到光压力，由牛顿第二定律求出加速度．
解答：解：（1）光子的动量和能量之间关系为E=pc
由题意有 P0=NE，F=2pN
得该束激光对物体产生的光压 I=
=
（2）探测器薄膜接受到的太阳光子总能量为 P0=P0′S′，P0′=1.35kW，S′=4×104m2，
对探测器，根据牛顿第二定律得 IS′=ma，
又 I=
联立得 a=
=3.6×103m/s2
答：
（1）用P0和S表示该束激光对物体产生的光压I为
．
（2）此时探测器的加速度大小为3.6×103m/s2．
由题意有 P0=NE，F=2pN
得该束激光对物体产生的光压 I=
| F |
| S |
| 2P0 |
| cS |
（2）探测器薄膜接受到的太阳光子总能量为 P0=P0′S′，P0′=1.35kW，S′=4×104m2，
对探测器，根据牛顿第二定律得 IS′=ma，
又 I=
| 2P0 |
| cS′ |
联立得 a=
| 2P0S′ |
| mc |
答：
（1）用P0和S表示该束激光对物体产生的光压I为
| 2P0 |
| cS |
（2）此时探测器的加速度大小为3.6×103m/s2．
点评：本题要读懂题意，知道什么是光压，再应用动量定理与牛顿第二定律即可解题．
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，光照射到物体表面时会对物体产生压强，这就是“光压”，用I表示．