Question

11．已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为μ的光子的动量为$\frac{hγ}{c}$．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为$\frac{2hγ}{c}$．

Answer 1

分析 根据德布罗意波长公式$λ=\frac{h}{p}$，结合c=λγ，即可求解；
根据动量是矢量，结合动量的变化公式△p=-p-p，即可求解．

解答 解：根据德布罗意波长公式，则光子的动量为p=$\frac{h}{λ}$=$\frac{h}{\frac{c}{γ}}$=$\frac{hγ}{c}$．
取入射方向为正方向，则光子动量的变化量为△p=p_末-p_初=-p-p=-2h$\frac{γ}{c}$
因此当光被镜面全部垂直反射回去，光子的速度方向与开始时相反，
所以光子在反射前后动量改变量的大小为$\frac{2hγ}{c}$；
故答案为：$\frac{hγ}{c}$；$\frac{2hγ}{c}$．

点评 考查德布罗意波长公式$λ=\frac{h}{p}$，并掌握速度、波长及频率的关系式，理解动量、动量的变化均是矢量．注意正方向选取是列矢量式的前提．