Question

【題目】太陽帆是利用太陽光的光壓進(jìn)行宇宙航行的一種航天器。由于這種推力很小，所以不能為航天器從地面起飛，但在沒有空氣阻力存在的太空，這種小小的推力仍然能為有足夠帆面面積的太陽帆提供 10-5～10-3g左右的加速度。如先用火箭把太陽帆送入低軌道，則憑借太陽光壓的加速，它可以從低軌道升到高軌道，甚至加速到第二、第三宇宙速度，飛離地球，飛離太陽系。如果帆面直徑為300米，可把0.5噸質(zhì)量的航天器在200多天內(nèi)送到火星；如果直徑大到2000米，可使5噸質(zhì)量的航天器飛出太陽系。

假設(shè)宇宙航行器太陽帆被涂裝成紅色，太陽光中紅光的輻射強度（即單位時間垂直輻射到單位面積上的能量）為P1，其它各色光的輻射總強度為P2，宇宙航行器太陽帆的受光面積為s，假設(shè)太陽帆能反射全部紅光，其它各色光全吸收，不考慮康普頓效應(yīng)，光速為c，求航行器因為光照而獲得的動力F。（可以把紅光外的其余各色光等效地用某一特定頻率光代替）

Answer 1

【答案】

【解析】

根據(jù)能量和動量的關(guān)系：，則在時間△t，面積為S的太陽帆反射紅光的光子的動量變化：△P1＝；

吸收其他光的動量變化：△P2＝；

根據(jù)動量定理：Ft=△P1+△P2，

解得：。