Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1352
2016-10-21 
«Фотонная ракета». Оцените, какой мощности лампочку нужно ввернуть в рефлектор настольной лампы массой $m = 1 кг$, чтобы она взлетела со стола под действием сил светового давления. Скорость света $c = 3 \cdot 10^{8} м/с$.
Решение:
Для того, чтобы лампа взлетела, нужно, чтобы действующая на неё реактивная сила была больше веса лампы $mg$. Каждый фотон с частотой $\omega$ уносит импульс $\hbar \omega/c$. Следовательно, если за время $\Delta t$ испускается $\Delta n$ фотонов, то уносимый ими за единицу времени импульс равен $\frac{ \hbar \omega}{c} \cdot \frac{ \Delta n}{ \Delta t}$. Таким образом, лампа взлетит, если
$\frac{ \hbar \omega}{c} \cdot \frac{ \Delta n}{ \Delta t} > mg$
При этом мощность лампы $N$ должна удовлетворять условию
$N = \hbar \omega \cdot \frac{ \Delta n}{ \Delta t} > mgc \approx 3\cdot 10^{9} Вт = 3 млн кВт$,
что составляет около 50% максимальной мощности Красноярской ГЭС!
«Фотонная ракета». Оцените, какой мощности лампочку нужно ввернуть в рефлектор настольной лампы массой $m = 1 кг$, чтобы она взлетела со стола под действием сил светового давления. Скорость света $c = 3 \cdot 10^{8} м/с$.
Решение:
Для того, чтобы лампа взлетела, нужно, чтобы действующая на неё реактивная сила была больше веса лампы $mg$. Каждый фотон с частотой $\omega$ уносит импульс $\hbar \omega/c$. Следовательно, если за время $\Delta t$ испускается $\Delta n$ фотонов, то уносимый ими за единицу времени импульс равен $\frac{ \hbar \omega}{c} \cdot \frac{ \Delta n}{ \Delta t}$. Таким образом, лампа взлетит, если
$\frac{ \hbar \omega}{c} \cdot \frac{ \Delta n}{ \Delta t} > mg$
При этом мощность лампы $N$ должна удовлетворять условию
$N = \hbar \omega \cdot \frac{ \Delta n}{ \Delta t} > mgc \approx 3\cdot 10^{9} Вт = 3 млн кВт$,
что составляет около 50% максимальной мощности Красноярской ГЭС!
