科學(xué)家設(shè)想在未來的航天事業(yè)中用太陽帆來加速星際宇宙飛船,按照近代光的粒子說,光由光子組成,飛船在太空中張開太陽帆,使太陽光垂直射到太陽帆上,太陽帆面積為S,太陽帆對光的反射率為100%,設(shè)太陽帆上每單位面積每秒到達(dá)n個光子,每個光子的動量為p,如飛船總質(zhì)量為m,求飛船加速度的表達(dá)式.
科目:高中物理 來源: 題型:
光是由沒有靜態(tài)質(zhì)量但有動量的光子構(gòu)成,當(dāng)光子撞擊光滑的物體平面時,可以像從墻上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向,并給撞擊物體以相應(yīng)的推動作用力。單個光子產(chǎn)生的推力極其微小,在太陽到地球的距離上,眾多光子在1平方米帆面上產(chǎn)生的推力只有,還不足一只螞蟻的重量,加速度很小,但根據(jù)速度=加速度×?xí)r間的公式,只要時間足夠長,太陽帆最終能達(dá)到一定速度?茖W(xué)家設(shè)想未來的宇宙航事業(yè)中利用太陽帆來加速星際飛船。如果帆是白色的,反射全部光子,如果帆是黑色,那么反射光子數(shù)忽略不計,設(shè)太陽光是垂直入射帆面的。則下列說法正確的是( )
A.白色帆面所受推力大
B.黑色帆面所受推力大
C.兩種帆面所受推力一樣大
D.無法確定哪種帆面所受推力大
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