Question

根據量子理論，光子不但有動能還有動量，其計算式為p=

h

λ

，其中h是普朗克常量，λ是光子的波長．既然光子有動量，那么光照到物體表面，光子被物體吸收或反射時，光都會對物體產生壓強，這就是“光壓”．一臺二氧化碳氣體激光器發出的激光，功率為P₀=1 000W，射出的光束的橫截面積為S=1.00mm²，當它垂直照射到某一物體表面并全部被吸收時，對該物體產生的光壓將是多大？

Answer 1

分析：由光的性質可求得光的動量，再由動量定理可求得光的壓力；則由壓強公式可求得光強．

解答：解：由E=P₀t=hν得ν=

P0t

h

，再根據c=λν，得λ=

hc

P0t

．所以光子的動量為P=

h

hc P0t

=

P0t

c

，
再根據動量定理得F=

△p

t

=

P0

c

=3.3×10^-6 N，所以產生的光壓為p=

F

S

=

3.3×10-6

1×10-6

Pa=3.3 Pa．
答：該物體產生的光壓為3.3Pa；

點評：本題將光學知識及動量定理有機合起來進行考查，是道難得的好題．