问题:


(1)若太阳光垂直照射在地球表面,则时间 t内照射到地球表面上半径为 r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少?
(2)若太阳光垂直照射到地球表面,在半径为 r的某圆形区域内被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量变化可忽略不计),则太阳光在该区域表面产生的光压(用 I表示光压)是多少?
(3)有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下,太阳光照射到物体表面时,一部分会被反射,还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为 ρ,则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的 倍。设太阳帆的反射系数 ρ=0.8,太阳帆为圆盘形,其半径 r=15m,飞船的总质量 m=100kg,太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率 P 0=1.4kW,已知光速 c=3.0×10 8m/s。利用上述数据并结合第(2)问中的结论,求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下,能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。(保留2位有效数字)

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