Thông hiểu (M2)

Để tối ưu hóa lực đẩy cho tàu vũ trụ, các kĩ sư thiết kế cánh buồm bằng vật liệu tráng gương phản xạ gần như ánh sáng, thay vì dùng vật liệu màu đen hấp thụ hoàn toàn ánh sáng. Dưới góc độ động lượng của photon, những nhận định nào sau đây là đúng?

• A.

  Nếu buồm màu đen hấp thụ ánh sáng, photon sẽ truyền toàn bộ động lượng ban đầu của nó cho buồm.

• B.

  Nếu buồm tráng gương phản xạ ánh sáng, photon đập vào và bật ngược trở lại, sự biến thiên động lượng sinh ra sẽ lớn gấp đôi so với khi bị hấp thụ.

• C.

  Buồm tráng gương giúp tăng tốc độ của hạt photon phản xạ lên gấp đôi tốc độ ánh sáng, từ đó sinh ra lực đẩy mạnh hơn.

• D.

  Cường độ lực đẩy do một chùm sáng tác dụng lên bề mặt phản xạ ánh sáng luôn lớn hơn so với bề mặt hấp thụ ánh sáng.

Giải thích đáp án:

(1) Đúng. Nếu hấp thụ, biến thiên động lượng của hệ là .

(2) Đúng. Nếu phản xạ ngược lại, biến thiên động lượng là . Xung lượng truyền cho buồm gấp đôi.

(3) Sai. Không có vật chất hay photon nào có thể chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng .

(4) Đúng. Do gấp đôi khi phản xạ, nên áp lực (tỉ lệ với ) của bề mặt tráng gương luôn lớn hơn bề mặt hấp thụ.