神马作文网请教光的反射和能量守衡问题
来源：学生作业帮 编辑：神马作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/23 23:41:46
请教光的反射和能量守衡问题
光垂直打到一个反射率极高的物体上,会产生光压,根据动量守衡,物体会获得速度,而光子以原动能反回（反射光子能量不变）,那么系统总动能不是增加了吗?那能量就不守衡了,这就违背能量守衡定律.
光垂直打到一个反射率极高的物体上,会产生光压,根据动量守衡,物体会获得速度,而光子以原动能反回（反射光子能量不变）,那么系统总动能不是增加了吗?那能量就不守衡了,这就违背能量守衡定律.
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.
“光垂直打到一个反射率极高的物体上,会产生光压,根据动量守衡,物体会获得速度,而光子以原动能反回（反射光子能量不变）,那么系统总动能不是增加了吗?”
动能和动量都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度决定.
动能是标量,动量是矢量．所以动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况：大小变化,方向变化,大小和方向均变化．一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化.
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.
“光垂直打到一个反射率极高的物体上,会产生光压,根据动量守衡,物体会获得速度,而光子以原动能反回（反射光子能量不变）,那么系统总动能不是增加了吗?”
动能和动量都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度决定.
动能是标量,动量是矢量．所以动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况：大小变化,方向变化,大小和方向均变化．一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化.