光電效應和康普頓效應深入地揭示了光的粒子*的一面。前者表明光子具有能量,後者表明光子除了具有能量之外還具有動量...
問題詳情:
光電效應和康普頓效應深入地揭示了光的粒子*的一面。前者表明光子具有能量,後者表明光子除了具有能量之外還具有動量。由狹義相對論可知,一定的質量m與一定的能量E相對應:,其中c為真空中光速。
(1)已知某單*光的頻率為ν,波長為λ,該單*光光子的能量,其中h為普朗克常量。試借用質子、電子等粒子動量的定義:動量=質量×速度,推導該單*光光子的動量。
(2)光照*到物體表面時,如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣,將產生持續均勻的壓力,這種壓力會對物體表面產生壓強,這就是“光壓”,用I表示。
一台發光功率為P0的激光器發出一束某頻率的激光,光束的橫截面積為S。當該激光束垂直照*到某物體表面時,假設光全部被吸收,試寫出其在物體表面引起的光壓的表達式。
(3)設想利用太陽光的“光壓”為探測器提供動力,將太陽系中的探測器送到太陽系以外,這就需要為探測器製作一個很大的光帆,以使太陽光對光帆的壓力超過太陽對探測器的引力,不考慮行星對探測器的引力。
一個質量為m的探測器,正在朝遠離太陽的方向運動。已知引力常量為G,太陽的質量為M,太陽單位時間輻*的總能量為P。設帆面始終與太陽光垂直,且光帆能將太陽光一半反*,一半吸收。試估算該探測器光帆的面積應滿足的條件。
【回答】
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知識點:專題五 動量與能量
題型:計算題