Question

神舟七號宇宙飛船的航天員在準備出艙進行太空漫步時，意外發現艙門很難打開，有人臆測這可能與光壓有關．已知光子的動能p、能量E與光速c的關系為E＝pc，假設艙門的面積為1.0 m²，每平方公尺的艙門上每秒入射的光子能量為1.5 kJ，則艙門因反射光子而承受的力，最大約為多少牛頓？

1. A.
   0.5×10^-5　　　　　
2. B.
   1.0×10^-5
3. C.
   0.5×10^-2
4. D.
   1.0×10^-3

Answer 1

B
平方公尺即為平方米．光子被艙門反射前后，光子動量變化量最大為Δp＝2p(垂直入射與反射時)，又因為E＝pc，即對應于光子入射的能量為E時光子的動量改變量為Δp＝，取Δt時間內入射的所有光子作為研究對象，由題意知Δt內與艙門發生作用的光子總能量為E_總＝Δt×1.5 kJ，根據動量定理FΔt＝Δp_總有F＝＝＝，則：F＝N＝1.0×10^－5N，B正確．