
(2024·北京东城·统考二模)光压是指光照射到物体上对物体表面产生的压力。早在17世纪初,开普勒就曾用太阳光的压力解释彗星的尾巴为什么背着太阳。其实彗尾一般有两条,一条是由等离子体在太阳风作用下形成的离子尾,另一条是不带电的尘埃在太阳光的光压力作用下形成的尘埃尾。当尘埃被从彗星释放出来,由于太阳光产生的光压把它们沿径向往外推开,它就不再继续沿着彗星轨道运动。如图所示为彗星掠过太阳所发生的状况,弧线表示彗星的轨迹,彗星当前在b位置,在a位置上释放出的尘埃已被太阳光压沿虚线路径推出(其它位置释放的尘埃路径未画出),形成了如图所示的尘埃尾。(已知彗星质量远远小于太阳质量)
(1)请说明在图中a位置释放的尘埃的速度方向;若能够沿着路径①(一条直线)运动,请说明尘埃所受合外力的情况。
(2)在一定条件下(例如强光照射下)小颗粒所受的光压可以与所受万有引力同数量级。假设尘埃粒子是半径为R的小球,密度为ρ,它对太阳光全部吸收。已知太阳的质量为M,辐射光的功率为P0,所发出太阳光的平均波长为λ,普朗克常量用h表示,万有引力常量用G表示,真空中光速用c表示。(光子的动量)
a.请求出能够沿路径①运动的尘埃粒子的半径R0;
b.请分析并说明半径满足什么条件的尘埃粒子会沿路径②运动。
【答案】(1)见解析;(2)a.;b.
的尘埃粒子,沿路径②运动
该题有详细解析可以查阅
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