Question

11．類(lèi)比氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生，我們可以理解光壓（光對(duì)容器壁的壓強(qiáng)）的產(chǎn)生，一臺(tái)激光器發(fā)出的激光功率為P₀，射出的光束橫截面積為S，光速為c，求它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時(shí)產(chǎn)生的光壓I．

Answer 1

分析 光也有一定的動(dòng)量，光被反射的過(guò)程中，方向發(fā)生變化，則動(dòng)量的方向也發(fā)生變化，由動(dòng)量定理即可求出光壓．

解答 解：光子的動(dòng)量和能量之間關(guān)系為E=pc，c為光速，p為光束的動(dòng)量，由題意，t時(shí)間內(nèi)的能量：E=P₀t
設(shè)光子被反射的過(guò)程中受到的平均力為F，則：Ft=△p=2p
聯(lián)立得該束激光對(duì)物體產(chǎn)生的光壓為：$I=\frac{F}{S}=\frac{2p}{tS}=\frac{2×\frac{{P}_{0}t}{c}}{tS}=\frac{2{P}_{0}}{cS}$
答：它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時(shí)產(chǎn)生的光壓I是$\frac{2{P}_{0}}{cS}$．

點(diǎn)評(píng) 本題要讀懂題意，知道什么是光壓，再應(yīng)用動(dòng)量定理即可解題．該題屬于競(jìng)賽輔導(dǎo)類(lèi)的題目，有一定的難度．