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高考物理原创题[2]科技热点:光压和光帆飞船

2019-03-05  buddy0510

距离2019年高考还有95天。今天我们要研究的问题是光压和光帆飞船。

光子具有能量,也具有动量。如果光照射到一个物体上被吸收或者被反射,就会对被照射的物体产生光压。光压问题是近些年高考热点之一。利用光压,人们建造了光帆飞船,它可以借助光的力量像帆船一样在宇宙中航行。

1题目

2010年,日本发射了光帆飞船伊卡洛斯号造访金星,它利用太阳光的光压修正轨道,节约了燃料。伊卡洛斯号的光帆大约是一个边长为L,厚度为d、密度为ρ的正方形聚酰亚胺薄膜,它可以反射太阳光。已知太阳发光的总功率是P,伊卡洛斯号到太阳的距离为r,光速为c.

1)假设伊卡洛斯号正对太阳,并且100%反射太阳光,那么伊卡洛斯号受到的太阳光推力有多大?

2)如果忽略伊卡洛斯号除了光帆之外其余的质量,设太阳质量为M,要求伊卡洛斯号所受的光帆推力大于太阳对它的万有引力,那么光帆的厚度d有什么要求?

2答案

3视频解答

敬请期待下集!

李永乐老师:北京大学物理与经济双学士,清华大学电子工程硕士;北京市中学物理教师/物理竞赛教练。从教十年,培养清华北大学生200余人,国际奥赛、亚洲奥赛、国家奥赛金牌十余名。

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