Question

11．類比氣體壓強的產生，我們可以理解光壓（光對容器壁的壓強）的產生，一臺激光器發(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產生的光壓I．

Answer 1

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

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

點評 本題要讀懂題意，知道什么是光壓，再應用動量定理即可解題．該題屬于競賽輔導類的題目，有一定的難度．