宇宙船の推進装置の 1 つは、

宇宙船が移動する可能な方法の 1 つは、光が当たるとパルスを受信するミラー フィルムである「ライト セイル」を使用することです。船の初速は v1 = 7.9 km/s (第 1 空間速度)、最終速度 v2 = 11.2 km/s (第 2 空間速度) です。通常、光が「帆」に当たり、「帆」のある船の質量が m = 500 トンである場合、光子の質量がmf = 0.5*10-35 kg ?

反射されたフォトンの数を計算するには、運動量保存の法則を使用する必要があります。 「光の帆」に落ちると、光束はそこから反射される光子のインパルスと同じインパルスをそれに伝達します。光の運動量の公式: p = E/c (E は光子のエネルギー、c は光の速度) を使用すると、1 つの光子の運動量を計算できます。

pф = E/c = (h*ν)/c、ここで h はプランク定数、ν は光の周波数です。

反射された光子の数を決定するには、光が「帆」から反射されたときに発生した運動量の変化を計算する必要があります。運動量の変化は次の式を使用して計算できます。

Δp = 2pф(cosθ)、ここでθは光の進行方向と「帆」の表面の法線との間の角度です。

したがって、反射されたフォトンの数は次のようになります。

N = Δp/ pф = 2mVsin(θ/2)/hν、ここで V = v2 - v1 は船の速度の変化、法線に沿って「帆」に入射する光の場合は θ = 0 です。

既知の値を代入すると、次のようになります。

N = 2 * (500,000 kg) * (11.2 - 7.9 km/s) / (6.63 * 10^-34 J*s * 3 * 10^8 m/s) ≈ 2.5 * 10^24 光子。

したがって、「光の帆」が宇宙船を所定の速度にするためには、約 2.5 * 10^24 個の光子が反射される必要があります。

宇宙空間を移動するための最も革新的かつ先進的な方法の 1 つは、「ライトセイル」の使用です。この製品は、光が当たると衝撃を受けるミラーフィルムです。 「光の帆」は宇宙船の信頼できるエンジンとなり、宇宙空間で驚異的な速度に達することを可能にします。

当社のデジタル グッズ ストアでこの製品を購入し、宇宙の冒険に使用できます。 Light Sail はデジタル アイテムなので、支払い後すぐに受け取り、宇宙船で使用できます。

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この問題を解決するには、運動量保存の法則を使用する必要があります。光が「光の帆」に当たると、光束はそこから反射される光子のインパルスと等しいインパルスをそれに伝達します。光の運動量の公式: p = E/c (E は光子のエネルギー、c は光の速度) を使用すると、1 つの光子の運動量を計算できます: pf = E/c = (h*ν) /c、ここで h はプランク定数、ν は光の周波数です。

反射された光子の数を決定するには、光が「帆」から反射されたときに発生した運動量の変化を計算する必要があります。運動量の変化は、式 Δp = 2pф(cosθ) を使用して計算できます。ここで、θ は、光の移動方向と「帆」の表面の法線との間の角度です。

反射された光子の数は次のようになります。 N = Δp/pф = 2mVsin(θ/2)/hν、ここで V = v2 - v1 は船の速度の変化、θ = 0 は船に入射する光の場合です。法線に沿って「航行」します。

既知の値を代入すると、次のようになります: N = 2 * (500,000 kg) * (11.2 - 7.9 km/s) / (6.63 * 10^-34 J*s * 3 * 10^8 m/s ) ≈ 2.5 * 10 ^24 個の光子。

したがって、「光の帆」が宇宙船を所定の速度にするためには、約 2.5 * 10^24 個の光子が反射される必要があります。

したがって、宇宙船の推進装置の 1 つは、光が当たると衝撃を受けるミラー フィルムである「ライト セイル」である可能性があります。これが機能するには、約 2.5 * 10^24 個のフォトンが反射される必要があります。この製品はデジタル ストアから購入して、宇宙の冒険に使用できます。

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製品説明：

宇宙船のエンジンの 1 つは「光の帆」である可能性があります。光が当たるとパルスを受信するミラーフィルムです。 「ライトセイル」をモーターとして使用するには、ライトが正常に当たる必要があります。

力積を得るために必要な光子の数を計算するには、船の初速度と最終速度、「帆」を備えた船の質量と光子の質量を知る必要があります。

この場合、船の初速度は v1 = 7.9 km/s、最終速度は v2 = 11.2 km/s です。 「帆」を備えた船の質量は m = 500 トン、光子の質量は mf = 0.5*10-35 kg です。

この問題を解決するには、運動量保存の法則を使用する必要があります。この法則によれば、相互作用の前後でシステムインパルスの合計は変化しないはずです。

パルスを生成するために必要なフォトンの数を決定するための計算式は次のとおりです。

N = Δp/Δpф

ここで、N は光子の数、Δp は「軽い帆」を持つ船の運動量の変化、Δpф は 1 つの光子の運動量です。

「軽い帆」を備えた船の運動量の変化は、次の式で求めることができます。

Δp = mΔv

ここで、Δv = v2 - v1 は船の速度の変化です。

1 つの光子の運動量は次の式で決まります。

Δpф = hf/c

ここで、h はプランク定数、f は光の周波数、c は光の速度です。

既知の値を代入すると、次のようになります。

Δv = 11.2 km/s - 7.9 km/s = 3.3 km/s

Δp = 500 t * 3.3 km/s = 1.65 * 10^13 kg * m/s

Δpф = 6.626 * 10^-34 J * s * 5.45 * 10^14 Hz / 3 * 10^8 m/s = 1.13 * 10^-22 kg * m/s

N = 1.65 * 10^13 kg * m/s / 1.13 * 10^-22 kg * m/s = 1.46 * 10^35 光子

したがって、「軽い帆」を備えた船に必要な運動量を得るには、約 1.46 * 10^35 個の光子を反射する必要があります。

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