计算光在一平方米上的压力的公式怎么使用?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/27 04:01:05
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光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压.也称为辐射压强.当物体完全吸收正入射的光辐射时,光压等于光波的能量密度；若物体是完全反射体,则光压等于光波能量密度的2倍.这个关系可以由经典电磁理论得到,也可以直接由光的量子理论得到.麦克斯韦依据经典电磁理论首先指出了光压的存在.1899年,俄国物理学家列别捷夫用实验测得了光压,证实了麦克斯韦的预言.光压的存在说明了电磁波具有动量,因而是电磁场物质性的有力证明.爱因斯坦光子假设又进一步说明了光压存在的合理性.
光压很小,如果阳光直射到地面,并且光被地面全部吸收,那么地面所感受到的光压也只有4.5×10-6帕.
二、光压的量子理论解释
按照光子说的观点,光压是光子把它的动量传给物体的结果.设频率为υ的单色光,每秒垂直入射到物体表面每平方米上的能量为E,则每秒垂直入射到物体表面每平方米上的光子数为N=E/(hυ).因为每一个光子具有动量p= hυ/c,当光子被物体所吸收时,每个光子传给物体的动量为p= hυ/c,如果入射光子全部被物体所吸收,则物体表面每平方米在每秒内所获得的动量应等于N·p=E/c.物体表面每平方米在每秒内所获得的动量,即光作用在这个面上的光压为E/c.当光子被物体所反射时,光子的动量从＋hυ/c变到－hυ/c,则每个光子传给物体的动量为2p=2 hυ/c.如果入射光子全部被物体所反射,则作用在物体表面上的光压力为N·2p=2E/c.
在一般情况下,当物体表面的反射系数为ρ时,则在每秒内入射的全部N个光子中,有(1－ρ)N个被吸收而ρN个被反射,所以作用于物体表面上的光压为
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