建议科技部组织有关力量尽快实现光电驱动石墨烯太空飞行器

光电驱动石墨烯确实千倍于光压应努力促其尽快实现太空飞行

南开大学化学学院陈永胜教授和物理学院田建国教授的联合科研团队通过3年的研究，获得了一种特殊的石墨烯材料。

   由白光垂直实验视频：

http://v.youku.com/v_show/id_XMTI3MTA1MjA4NA==.html

.    看到：光照时，石墨烯小圆片上升高度达到1200px。遮住光照时，石墨烯小圆片在真空管中迅速落下，再光照时，石墨烯小圆片又上升高度达到1200px。再遮住光照时，石墨烯小圆片又在真空管中迅速落下，如此实验2次。

陈永胜教授说，通过定量测量，这种石墨烯材料在光照条件下产生的力是光压的千倍以上。

认为是光电效应驱动石墨烯小圆片上升。

   有人认为，光电效应不可能有如此推力，推测是石墨烯小圆片中所吸附的，或真空管中尚存，而被吸入的气体，吸收光子，热膨胀，喷出气体反冲，而驱动上升。

但是，从理论分析：

如果是光致气体膨胀喷射，就需计算：

可使石墨烯小圆片的空隙中能含有多少气体？

光照多少时间后能使那些气体的温度提高多少？体积膨胀增大多少？

石墨烯小圆片能由怎样的喷管孔道喷出？（看不出石墨烯小圆片能有高效提高动量的喷管结构）能达到怎样的动量？

估计是很难达到实验所显示的驱动力！

如果物体是光电效应喷射电子驱动，则可设：

光子动能为hu，动量为hu/c，c为光速，但须注意：不同介质，折射率有显著的差别，其中的光速，也有显著的差别。

物体不带电时的光电势垒为s，

电子的质量为m，喷出的速度为v，

当光子按光电效应，从原子打出电子时，按能量、动量守恒简单估算，设：作用前，电子速度=0，作用后，光子动量=0，并设该原子质量=m’光子的能量因物体的光电势垒，而提供给物体的热能=m’v’^2/2也=应是该介质的s，(光照开始时,s应是电中性时的值)以及相应的动量= m’v’，

估算中，认为光电势垒使各发出电子的原子取得的能量是供给予原子的动能并转变为相应的热量，即采用：m’v’^2/2=该物体不带电时的光电势垒，s 。则有：

hu- m’v’^2/2=mv^2/2，                        (1)

hu/c- m’v’=mv，  c应是该原子介质中的光速    (2)

   设：物体的质量为m*毫克，

       光照开始时，喷射的电子有n个，各原子反冲的能量总和还造成物体增加的热能= nm’v’^2/2，以及相应的动量= nm’v’，

物体由静止因光电作用而得到：上升的初速为v*，则有：

nmv^2/2- nm’v’^2/2=m*v*^2/2，                (3)

nmv- nm’v’=m*v*，                           (4)

已知有关各量：

电子的质量m=(9.1085 +,-0.0006)乘10^(-28) 克

普朗克常数h=(6.6252+,-0 .0005) 10^(-27) (尔格.秒)

真空中光速：c=299792.9 0.8千米/秒~2.998 乘10^10 厘米/秒

但是介质中的光速是真空中的光速乘相应的折射率，而石墨烯中的光速竟然只有真空中光速的 1/300。因而，光子在石墨烯中的动量就是真空中的300倍。

石墨烯中的光速：c=300乘2.998乘10^10 厘米/秒=8.994乘10^12 厘米/秒

石墨烯，可以在1000GHz频率的光子（远紫外光）作用下运行。

估算中，对白光就取中间值，u=500GHz=5乘10^11次/秒。

石墨烯中光子动能hu=5乘10^11乘6.6252乘10^(-27) 尔格

=3.3126乘10^(-15) 尔格

石墨烯中光子动量hu/c=3.3126乘10^(-15)/ (8.994乘10^12) 克厘米/秒

                   =3.863乘10^(-28) 克厘米/秒

碳12的原子量=0.024千克。0.024千克所含的碳12原子数为阿伏伽德罗常数。

阿伏伽德罗常数=6.023乘10^23/克分子。

4毫克碳12的原子数=6.023乘10^23/6000=1,004乘10^20(个)

   一个碳12原子的质量m’=4乘10^(-23)/1,004克=3.984乘10^(-23)克。

电子的质量m=9.1085 乘10^(-28) 克

mc=9.1085 乘8.994乘10^(-16) 克厘米/秒= 8.922乘10^(-15) 克厘米/秒

石墨烯中光子动能hu=3.3126乘10^(-15) 尔格

石墨烯中光子动量hu/c=3.863乘10^(-28) 克厘米/秒

石墨烯中光速c=8.994乘10^12 厘米/秒

   求各未知量：

由(1) 与(2)解得：

v=0.8483厘米/秒，

v’=-9.698乘10^(-6)厘米/秒，

各原子提供热能m’v’^2/2=1.874乘10^(-33) 尔格

  可见石墨烯不带电时的势垒s很小。

由(3) 与(4)解得：

n=1.993乘10^(24)个

v* =0.5715厘米/秒

按实验观测已知石墨烯光电驱动力是光压的1000而可设该物体光压驱动的运动速度为v*/1000，

  n’个光子的能量，n’hu，光压，n’hu/c，（但是，此时c是真空中光速）使同样重量，m*，4毫克，的物体产生热能， m’v”^2/2，和相应的动量，nm’v”，按能量、动量守恒简单估算，有：

n’hu- n’m’v”^2/2= m*(v*/1000)^2/2，(1)

n’hu/c- n’m’v”= m*v*?1000，       (2)

   由(1) 与(2)解得：

n’ =6.759乘10^18个。

n/n’=2.949乘10^5

   表明：光压驱动，作用的原子数只是光电驱动的近万分之3。

v”应取=-5.715乘10^(-3) 厘米/秒

v’/ v” =1.697乘10^(-3)

   表明：光压驱动，各原子提供的热能是光电驱动的近千倍。

由此可以说明：

光照使石墨烯小圆片上升，确实应是光电效应使其中各原子喷出电子反冲的结果。

之所以其推力能达到光压推力的1000倍，是因为：

石墨烯中的光速竟然只有真空中光速的 1/300。因而，光子在石墨烯中的动量就是真空中的300倍。光电驱动，每个光子的动量显著增大。

光压驱动，作用的原子数只是光电驱动的近万分之3。作用的原子数急剧减少。

   光压驱动，各原子提供的热能是光电驱动的近千倍。消耗于热能的能量显著增大。

等各项原因，而必然造成的。

这也使得喷出电子多到光电势垒达到相应的光子已不能再使原子喷出电子，而停止驱动。

为了在太空，接受太阳光驱动能持续飞行，就可用太阳能电池，不断地给石墨烯飞行器补充电子。

   还可以利用反射屏，使得石墨烯飞行器可以逆光飞行。

“光压”是照射在物体上的大量光子的动量反冲产生的压强。太阳帆利用光压早已实现太空飞行，引起了世人的关注，最近美国的x-37B太空飞机就带有一个太阳帆进行试验。但是，其缺陷主要是驱动力太小。

现在有了比它大1000倍驱动力的光电驱动石墨烯，就应努力，促其尽快实现太空飞行。

而且，我国航天部、科学院、南开大学等单位联合完全有能力据此具体详细设计光电驱动石墨烯太空飞行器。

建议科技部组织有关力量组成研究实体，尽快实现光电驱动石墨烯太空飞行器。