Question

科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船，按照近代光的粒子说，光由光子组成，飞船在太

科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船，按照近代光的粒子说，光由光子组成，飞船在太空中张开太阳帆，使太阳光垂直射到太阳帆上，太阳帆面积为S，太阳帆对光的反射率为100%，设太阳帆上每单位面积每秒到达n个光子，每个光子的动量为p，如飞船总质量为m，求飞船加速度的表达式．

Answer 1

设t秒时间内有光子对飞船的平均作用力为F，则相应光子也受大小为F的力，取光子返回方向为正，对t秒时间内所有光子分析，
由动量定理得：
Ft=（nSt）P-（nSt）（-P）=2nStP
可解得：F=2nSP
飞船所受的合力也为2nSP．
于是其加速度为：a=

F合

m

=

2nSP

m

答：飞船加速度的表达式为

2nSP

m

．