宇宙飞船上的太阳帆在光压作用下,获得动力,实现星际航行。频率为的单色光垂直照射到镀铝帆板上,帆板几乎能反射所有光子。已知该帆板接受到的光辐射功率为P,普朗克常量为h,真空中光速为c,求:
(1)每秒钟帆板接受到光子数n;
(2)帆板所受的光压力大小F。
(1)每秒钟帆板接受到光子数n;
(2)帆板所受的光压力大小F。
22-23高三下·江苏南京·阶段练习 查看更多[3]
更新时间:2023-04-10 21:25:24
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适中
(0.65)
【推荐1】根据量子理论,光子的能量E与动量p之间的关系式为E=pc,其中c表示光速,由于光子有动量,照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是“光压”,用I表示。
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0,射出的光束的横截面积为S,当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F=2pN,其中p表示光子的动量,N表示单位时间内激光器射出的光子数,试用P0和S表示该束激光对物体产生的光压。
(2)有人设想在宇宙探测中用光为动力推动探测器加速,探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜时每平方米面积上的辐射功率为1350W,探测器和薄膜的总质量为m=100kg,薄膜面积为4×104m2,求此时探测器的加速度大小。
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0,射出的光束的横截面积为S,当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F=2pN,其中p表示光子的动量,N表示单位时间内激光器射出的光子数,试用P0和S表示该束激光对物体产生的光压。
(2)有人设想在宇宙探测中用光为动力推动探测器加速,探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜时每平方米面积上的辐射功率为1350W,探测器和薄膜的总质量为m=100kg,薄膜面积为4×104m2,求此时探测器的加速度大小。
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适中
(0.65)
【推荐2】水上飞人表演是观赏性较高的水上表演项目,水上摩托艇加上与之相连的软管和飞行踏板枃成了水上飞行器的核心结构。飞行踏板靠一根水管连接在摩托艇的喷射口,通过摩托艇的喷射动力把飞行踏板冲起来,人在空中能完成各种特技动作。飞行踏板有1个进水口和2个出水口,从进水口进入的水从2个出水口喷出,进水口和出水口均与踏板垂直。进水口的横截面积为S,2个出水口横截面积均为。某次表演中,人从水面竖直向上冲到离水面高h处悬停,如图所示。飞行踏板和演员的总质量为M,水的密度为,重力加速度为g,不计一切阻力。已知飞行踏板上进水口和出水口处的水速大小相等,求:
(1)水从飞行踏板出水口喷出的速度大小;
(2)为维持悬停,摩托艇发动机的输出功率。
(1)水从飞行踏板出水口喷出的速度大小;
(2)为维持悬停,摩托艇发动机的输出功率。
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】人眼对绿光最为敏感,如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。现有一个光源以0.1W的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光,眼睛最远在多大距离能够看到这个光源?假设瞳孔在暗处的直径为4mm,且不计空气对光的吸收。
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】铝的逸出功是4.2eV,现在将波长200nm的光照射铝的表面,求:
(1)光电子的最大初动能;
(2)铝金属的遏止电压;
(3)铝的截止频率(结果保留两位有效数字)。
(1)光电子的最大初动能;
(2)铝金属的遏止电压;
(3)铝的截止频率(结果保留两位有效数字)。
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