Question

科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船在每秒单位面积的光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆面积为S，反射率为100％，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m，求飞船速度的表达式．(光子动量P＝)

 

Answer 1

答案：
解析：

解析：光子垂直打在太阳帆上再反射，动量改变量为2P，由动量定理． 　　Ft＝nS·2P＝2nS 　　又n为每秒打在单位面积上的光子数，t＝1s， 　　所以F＝2nS． 　　由F＝ma，得a＝ 　　答案：a＝ 　　引申一：若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又是多少？ 　　解析：若太阳帆是黑色的，光子不再反弹，太阳帆受到的光压力F′＝F，此时加速度a′＝a＝． 　　答案：a′＝ 　　引申二：试设想：为了让飞船获得最大加速度，太阳帆是固定好？还是可转动好？说明理由． 　　解析：为了获得最大加速度，太阳帆要正对太阳，让光子垂直打在帆上，故必须转动．