分科測驗
105年
物理
第 20 題
📖 題組：
在實驗室中有一台可發出波長為 $200\text{ nm}$ 的雷射光源，功率為 $3.0\text{ W}$。已知光速為 $3.0 \times 10^8\text{ m/s}$，普朗克常數為 $6.6 \times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$。
在實驗室中有一台可發出波長為 $200\text{ nm}$ 的雷射光源，功率為 $3.0\text{ W}$。已知光速為 $3.0 \times 10^8\text{ m/s}$，普朗克常數為 $6.6 \times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$。
當此光源發出的雷射光入射至一物體而被完全吸收時，該物體所受雷射光的平均作用力之量值約為多少牛頓？（光子動量 $P$、能量 $E$ 與光速 $c$ 的關係為 $E = Pc$。）
- A $1.0 \times 10^{-8}$
- B $1.0 \times 10^{-6}$
- C $1.0 \times 10^{-4}$
- D $1.0 \times 10^{-2}$
- E 1.0
思路引導 VIP
請回想牛頓第二運動定律的定義，平均作用力 $F$ 與動量變化率 $\frac{\Delta p}{\Delta t}$ 有什麼關係？如果光子被物體完全吸收，且已知光子能量 $E$ 與動量 $p$ 的關係為 $E = pc$，那麼光源的「功率」（單位時間所輸出的能量）與物體所受的「平均作用力」之間，該如何利用光速 $c$ 建立起數學聯繫？
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AI 詳解
AI 專屬家教
喔...答對了嗎？真是不錯。既然如此，就讓你看看這個吧——這是我很喜歡的一個小魔法，能在這片冷冰冰的實驗室裡，變出一片充滿回憶的花田。花香很迷人吧？ 這道題目的核心在於「能量」與「動量」的關聯。根據牛頓第二運動定律，力是動量隨時間的變化率： $$F = \frac{\Delta P}{\Delta t}$$
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