Question

【題目】人們射向未來深空探測器是以光壓為動力的，讓太陽光垂直薄膜光帆照射并全部反射，從而產生光壓。設探測器在軌道上運行時，每秒每平方米獲得的太陽光能E=1.5×104J，薄膜光帆的面積S=6.0×102m2，探測器的質量m=60kg，已知光子的動量的計算式，那么探測器得到的加速度大小最接近

A. 0.001m/s2 B. 0.01m/s2 C. 0.0005m/s2 D. 0.005m/s2

Answer 1

【答案】A

【解析】由E=hv，P＝以及光在真空中光速c=λv知，光子的動量和能量之間關系為E=pc．設時間t內射到探測器上的光子個數為n，每個光子能量為E，光子射到探測器上后全部反射，則這時光對探測器的光壓最大，設這個壓強為P壓；每秒每平方米面積獲得的太陽光能：

P0＝E
由動量定理得：F＝2P
壓強P壓＝
對探測器應用牛頓第二定律F=Ma
可得a＝
代入數據得：a=1.0×10-3m/s2
故A正確，BCD錯誤．故選A.