超爽物理题

早在上个世纪，科学家们就想在航天器上安装面积很大的“风帆”，利用太阳系中的“太阳风”的作用来改变航天器的运行轨道，使航天器能够自由地遨游于太阳系中。实际上，所谓“太阳风”对“风帆”的作用，就是太阳辐射出的大量光子不断撞击被照射物体的表面，对被照射物体的表面产生的持续的压力，这种压力称为光压。根据量子理论，每个光子的动量p=h /λ（式中的h为普朗克常量，λ为光子的波长），不论光子被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都发生了改变，从而产生光压。若已知太阳光的平均波长为λ，太阳光垂直照射在长为L，宽为l的矩形风帆上，然后全部光子被反射，单位时间内垂直于太阳光传播方向的单位面积上通过的光子个数为n，真空中光速为c，求该风帆上所受的光压。

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早在上个世纪，科学家们就想在航天器上安装面积很大的“风帆”，利用太阳系中的“太阳风”的作用来改变航天器的运行轨道，使航天器能够自由地遨游于太阳系中。实际上，所谓“太阳风”对“风帆”的作用，就是太阳辐射出的大量光子不断撞击被照射物体的表面，对被照射物体的表面产生的持续的压力，这种压力称为光压。根据量子理论，每个光子的动量p=h /λ（式中的h为普朗克常量，λ为光子的波长），不论光子被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都发生了改变，从而产生光压。若已知太阳光的平均波长为λ，太阳光垂直照射在长为L，宽为l的矩形风帆上，然后全部光子被反射，单位时间内垂直于太阳光传播方向的单位面积上通过的光子个数为n，真空中光速为c，求该风帆上所受的光压。 解：时间t秒内垂直于太阳光传播方向的单位面积上通过的光子个数为nt，入射光子的总动量p= nt h /λ，反射光子的总动量p= －nt h /λ，设风帆上所受的光压为F，由动量定理得：对光子：－Ft=－ntLl h /λ－ntLl h /λ F=2nLl h /λ。