(2003?肇慶模擬)根據(jù)量子理論,光子具有動量.光子的動量等于光子的能量除以光速,即P=E/c.光照射到物體表面并被反射時,會對物體產生壓強,這就是“光壓”.光壓是光的粒子性的典型表現(xiàn).光壓的產生機理如同氣體壓強:由大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產生了持續(xù)均勻的壓力,器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強.
(1)激光器發(fā)出的一束激光的功率為P,光束的橫截面積為S.當該激光束垂直照射在物體表面時,試計算單位時間內到達物體表面的光子的總動量.
(2)若該激光束被物體表面完全反射,試求出其在物體表面引起的光壓表達式.
(3)設想利用太陽的光壓將物體送到太陽系以外的空間去,當然這只須當太陽對物體的光壓超過了太陽對物體的引力才行.現(xiàn)如果用一種密度為1.0×103kg/m3的物體做成的平板,它的剛性足夠大,則當這種平板厚度較小時,它將能被太陽的光壓送出太陽系.試估算這種平板的厚度應小于多少(計算結果保留二位有效數(shù)字)?設平板處于地球繞太陽運動的公轉軌道上,且平板表面所受的光壓處于最大值,不考慮太陽系內各行星對平板的影響.已知地球公轉軌道上的太陽常量為1.4×103J/m2?s(即在單位時間內垂直輻射在單位面積上的太陽光能量),地球繞太陽公轉的加速度為5.9×10-3m/s2)