2022年06月12日

高校物理「電子と光」宇宙ヨット@

高校物理「電子と光」宇宙ヨット@

◆問題

海上で風を帆で受けて進むヨットのように、宇宙空間で太陽光を受けて進む宇宙船を宇宙ヨットという。
波長λの光が、固定された鏡に垂直に入射して反射する場合を考える。鏡の単位面積あたりに毎秒入射する光のエネルギーをE,プランク定数をh,真空中の光速をcとして次の問いに答えよ。

(1) 波長λの光子1個が鏡で反射するとき、鏡におよぼす力積の大きさを求めよ。


↓教科書の内容の習得から共通テストに対応する実力をつけるためには↓

良問の風物理頻出・標準入試問題集 (河合塾シリーズ)

力学の単元でも登場したように、「力積=運動量の変化」です。

だから、「力積の大きさを求めよ」と言われたときは、運動量の変化を考えれば良い場合が多いです。

光子の運動量はp=h/λで表されます。

この問題の太陽光は垂直に鏡に入射して反射するので、入射光の運動量はh/λ,反射光の運動量は−h/λです。
これらの差が力積です。つまり、

h/λ−(−h/λ)=2h/λ


次の問題→鏡に入射する光子の数


◆関連項目
光子プランク定数力積
原子まとめ


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posted by えま at 21:00| Comment(0) | TrackBack(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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