Question

11．类比气体压强的产生，我们可以理解光压（光对容器壁的压强）的产生，一台激光器发出的激光功率为P₀，射出的光束横截面积为S，光速为c，求它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时产生的光压I．

Answer 1

分析 光也有一定的动量，光被反射的过程中，方向发生变化，则动量的方向也发生变化，由动量定理即可求出光压．

解答 解：光子的动量和能量之间关系为E=pc，c为光速，p为光束的动量，由题意，t时间内的能量：E=P₀t
设光子被反射的过程中受到的平均力为F，则：Ft=△p=2p
联立得该束激光对物体产生的光压为：$I=\frac{F}{S}=\frac{2p}{tS}=\frac{2×\frac{{P}_{0}t}{c}}{tS}=\frac{2{P}_{0}}{cS}$
答：它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时产生的光压I是$\frac{2{P}_{0}}{cS}$．

点评 本题要读懂题意，知道什么是光压，再应用动量定理即可解题．该题属于竞赛辅导类的题目，有一定的难度．