Question

【題目】光學鑷子是靠激光束“夾起”細胞、病毒等極其微小粒子的工具。為了簡化問題，將激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動；激光照射到物體上，會對物體產生力的作用，光鑷效應就是一個實例，如圖（甲）所示。一相互平行、越靠近光速中心光強越強的激光束，經凸透鏡后會聚于O點。現有一透明介質小球，球心O＇偏離了O點，但O＇仍于激光束的中心，如圖（乙）所示。小球的折射率大于周圍介質的折射率，若不考慮光的反射和吸收，光對小球的作用力可通過光的折射和動量守恒來分析。取O為坐標原點，向右為x軸正方向、向下為y軸正方向，小球受到作用力的方向為（　　）

A.沿x正向B.沿y正向C.沿x負向D.沿y負向

Answer 1

【答案】B

【解析】

小球的折射率大于周圍介質的折射率，則光在小球中的速度v2小于在周圍介質中的速度v1，入射光線和折射光線的方向如圖，由動量定理可知：△v的方向即為小球對光束作用力的方向；

對所有的光束而言，水平方向上的作用力合力為零，則豎直方向小球對光束的作用力方向豎直向上，由牛頓第三定律可知，小球受到光束的作用力方向豎直向下，沿y軸正向。

故選B。