Question

13．2014諾貝爾物理學(xué)家獎授予發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）的三位科學(xué)家，通過藍(lán)色LED技術(shù)的應(yīng)用，人類可以使用手段產(chǎn)生白色的節(jié)能光源．一臺藍(lán)光LED燈發(fā)光功率為P，射出的光束截面積為A，當(dāng)該光束垂直人射到一物體平面上，可能產(chǎn)生的光壓的最大值是多少？（對于波長為的光束，其每一個光子的動量為k=$\frac{h}{λ}$，式中h為普朗克常量．）

Answer 1

分析 由光源的功率可得出發(fā)光出的光子數(shù)；當(dāng)光子全部垂直打在平面上時產(chǎn)生的壓強最大，由動量定理可求得光壓的最大值．

解答 解：LED發(fā)出的光的總能量為：E=Pt；
則發(fā)出的光子數(shù)：n=$\frac{pt}{h\frac{c}{λ}}$
撞擊平面上的光子動量P=nk=$\frac{pt}{h\frac{c}{λ}}×\frac{h}{λ}$
由動量定律可知：
F=$\frac{P}{t}$=$\frac{P}{c}$；
故光壓P=$\frac{F}{A}$=$\frac{P}{CA}$
答：產(chǎn)生的光壓最大值是$\frac{P}{CA}$

點評 本題考查光壓的計算，要注意明確光壓的形成原因，明確動量定理的正確應(yīng)用．