Question

コロッケ

力積の考え方がわかりません

（力の大きさ）=（一回の反射による力積）（一秒間に入射する光子の数）がわかりません

そもそも瞬間的な衝突にたいして時間tを持ち込む感覚がわかりません

解答
(1)
2h
入
(2)
E入
he
(3)
h
指針 波長の光の光子は,運動量ｶ= =1/7. エネルギーE=
9
入
(光子の数)=-
2E
C
もつ。光子が鏡で反射するときのようすは、気体の分子運動論と同様に
考えることができる。
解説 (1) 図のように, 光子が鏡で反
射したとする。 右向きを正とすると,鏡
で反射するときの光子の運動量の変化は.
光の波長を用いて,
=
(光のエネルギー)
(光子1個のエネルギー)
反射前
hc
入
h
反射後 /
2
h
2h
(-1/2) - ^ /- = -
入
入
光子の運動量の変化は, 光子が受けた力積に相当する。 作用・反作用
の法則から、光子が鏡におよぼす力積は,光子が鏡から受けた力積と
2h
逆向きで同じ大きさとなる。 したがって, 求める力積の大きさは
である。
入
2h EX 2E
×
入
hc
C
◆正の向き 鏡|
//*
hc
(2) 光子1個のエネルギーは なので, 1秒間に入射する光子の数
入
を
m
E EX
hc
hc
入
(3) 鏡が受ける力の大きさは,鏡が単位時間あたりに受ける力積の大
きさに等しい。 (1), (2) の結果を用いて,
( 力の大きさ) (1回の反射による力積) × (1秒間に入射する光子の数)
とを
用して, 数値を2乗の
に整理している。
○反射した後の光子は
向き(負の向き)に進み、
運動量は負となり,
と表される。
気体の分子運動論と
じように考えることが
きる｡
●Eは、鏡の単位面積あ
たりに毎秒入射する光の
エネルギーである。
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581. 光がおよぼす力 宇宙ヨットは, 太陽光を非常に薄い鏡で反射させることによっ
して力を受け, 進むことができる。 波長の光が, 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とし, ブラ
ンク定数をん, 真空中の光速をcとする。
(1) 波長の光子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。
(2) 鏡の単位面積あたりに, 1秒間に入射する光子の数を求めよ。
(3) 光から鏡が単位面積あたりに受ける力の大きさはいくらか。
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