Question

光對(duì)被照射物體單位面積上所施加的壓力叫光壓，也稱為輻射壓強(qiáng)．1899年，俄國(guó)物理學(xué)家列別捷夫用實(shí)驗(yàn)測(cè)得了光壓，證實(shí)了光壓的存在．根據(jù)光的粒子性，在理解光壓的問(wèn)題上，可以簡(jiǎn)化為如下模型：一束光照射到物體表面，可以看作大量光子以速度c連續(xù)不斷地撞向物體表面（光子有些被吸收，而有些被反射回來(lái)），因而就對(duì)物體表面產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．

（1）假想一個(gè)質(zhì)量為m的小球，沿光滑水平面以速度v撞向一個(gè)豎直墻壁，若反彈回來(lái)的速度大小仍然是v．求這個(gè)小球動(dòng)量的改變量（回答出大小和方向）．

（2）愛(ài)因斯坦總結(jié)了普朗克的能量子的理論，得出每一個(gè)光子的能量E=hν，在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中，質(zhì)量為m的物體具有的能量為E=mc2，結(jié)合你所學(xué)過(guò)的動(dòng)量和能量守恒的知識(shí)，證明：光子的動(dòng)量（其中，c為光速，h為普朗克恒量，ν為光子的頻率，λ為光子的波長(zhǎng)）．

（3）由于光壓的存在，科學(xué)家們?cè)O(shè)想在太空中利用太陽(yáng)帆船進(jìn)行星際旅行——利用太空中阻力很小的特點(diǎn)，制作一個(gè)面積足夠大的帆接收太陽(yáng)光，利用光壓推動(dòng)太陽(yáng)帆船前進(jìn)，進(jìn)行星際旅行．假設(shè)在太空中某位置，太陽(yáng)光在單位時(shí)間內(nèi)、垂直通過(guò)單位面積的能量為E0，太陽(yáng)光波長(zhǎng)的均值為λ，光速為c，太空帆的面積為A，太空船的總質(zhì)量為M，光子照射到太陽(yáng)帆上的反射率為百分之百，求太陽(yáng)光的光壓作用在太空船上產(chǎn)生的最大加速度是多少？

根據(jù)上述對(duì)太空帆船的了解及所學(xué)過(guò)的知識(shí)，你簡(jiǎn)單地說(shuō)明一下，太空帆船設(shè)想的可能性及困難（至少兩條）．

Answer 1