太阳光压的详细计算方法

发布时间:2017-06-20 阅读量:1614 来源: 我爱方案网 作者:

一束太阳光射向地表,会对被照射物体产生光压,光压的大小方法同此时太阳光照射到物体表面的面积,太阳光功率有关。太阳光功率越大,物体表面积越大,光压越大。



要求太阳光压力,需要学习一下基本理论,首先是冲量定理,即动量=冲量,P=mv=Ft,其中P是冲量,m是质量,v是速度,F是受到的力,t是受力时间。但是光没有质量的,但有能量,光的能量与冲量之间存在一定的关系。设可以假设光有质量为m,则当光被全部吸收时,冲量就是P=mc,其中c为光速。由于光的能量E与冲量P有E=Pc的关系,因此就有F=E/ct的关系。

设太阳光照射在地表1平方米的面积上,全部被吸收,吸收产生热量的功率是1.5kw,则太阳光在1秒钟对这个面积上产生的能量就是1500J。因此就可以代入上式计算太阳光压为F=1500J/(3*10^8m/s*1s)=5*10^-6N。

当太阳光照射到镜面时,光线完全反射时,太阳光的冲量会增加到原来的两倍,此时就不能用E=Pc计算了,因为太阳能不可能转化为其他形式的能量了。如同一个乒乓球射向墙壁时,一种情况是全部陷入墙体,一种情况是完全弹射回来。完全弹射时,冲量增加为原来两倍,产生的冲力也增加为原来的两倍。因此如果太阳光同样是照射到地表1平方米的上例所述表面上,只是太阳光是完全被镜面反射出去的,那么产生的太阳光压就变成了上述计算结果的两倍了。

综合上述两种情况,在地球表面计算太阳光压时,只要用公式F=(5~10)*10^-6N*S就可以太阳光压了,其中S是被照射的与太阳光垂直的表面积。当然太阳帆船如果进入太空后,会有太阳光照射到,此时所产生的光压公式中前面的系数会有所变化,但是计算方法基本就是这样的。


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