Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 16126
2023-08-10 
Пучок монохроматического света с длиной волны X = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность Поток энергии Фе = 0,6 Вт. Определить силу F давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N фотонов, падающих на нее за время A t = 5 с.
Решение:
Сила светового давления на поверхность равна произведению светового давления $p$ на площадь $S$ поверхности:
$F = pS$. (1)
Световое давление может быть найдено по формуле
$p = \frac{E_{e}( \rho +1)}{c}$. (2)
Подставляя выражение (2) для давления света в формулу (1), получим
$F = \frac{E_{e}S( \rho + 1)}{c}$. (3)
Так как произведение облученности $E_{e}$ на площадь $S$ поверхности равно потоку $\Phi$ энергии излучения, падающего на поверхность, то соотношение (3) можно записать в виде
$F = \frac{ \Phi_{e} ( \rho + 1)}{c}$.
После подстановки значений $\Phi_{e}$ и $c$ с учетом, что $\rho =1$ (так как поверхность зеркальная), получим
$F = \frac{0,6(1 + 1)}{3 \cdot 10^{8}} = 4 \cdot 10^{-9} (Н) = 4 (нН)$.
Число $N$ фотонов, падающих за время $\Delta t$ на поверхность, определяется по формуле
$N = \frac{ \Delta W}{ \epsilon} = \frac{ \Phi_{e} \Delta t}{ \epsilon}$,
где $\Delta W$ - энергия излучения, получаемая поверхностью за время $\Delta t$.
Выразив в этой формуле энергию фотона через длину волны ($\epsilon = \frac{hc}{ \lambda}$), получим
$N = \frac{ \Phi_{e} \lambda \Delta t}{hc}$.
Подставив в этой формуле числовые значения величин, найдем
$N = \frac{0,6 \cdot 663 \cdot 10^{-9} \cdot 5}{6,63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^{8}} = 10^{19}$ Фотонов.
Ответ: $F = 4 нН; N = 10^{19}$ фотонов
Пучок монохроматического света с длиной волны X = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность Поток энергии Фе = 0,6 Вт. Определить силу F давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N фотонов, падающих на нее за время A t = 5 с.
Решение:
Сила светового давления на поверхность равна произведению светового давления $p$ на площадь $S$ поверхности:
$F = pS$. (1)
Световое давление может быть найдено по формуле
$p = \frac{E_{e}( \rho +1)}{c}$. (2)
Подставляя выражение (2) для давления света в формулу (1), получим
$F = \frac{E_{e}S( \rho + 1)}{c}$. (3)
Так как произведение облученности $E_{e}$ на площадь $S$ поверхности равно потоку $\Phi$ энергии излучения, падающего на поверхность, то соотношение (3) можно записать в виде
$F = \frac{ \Phi_{e} ( \rho + 1)}{c}$.
После подстановки значений $\Phi_{e}$ и $c$ с учетом, что $\rho =1$ (так как поверхность зеркальная), получим
$F = \frac{0,6(1 + 1)}{3 \cdot 10^{8}} = 4 \cdot 10^{-9} (Н) = 4 (нН)$.
Число $N$ фотонов, падающих за время $\Delta t$ на поверхность, определяется по формуле
$N = \frac{ \Delta W}{ \epsilon} = \frac{ \Phi_{e} \Delta t}{ \epsilon}$,
где $\Delta W$ - энергия излучения, получаемая поверхностью за время $\Delta t$.
Выразив в этой формуле энергию фотона через длину волны ($\epsilon = \frac{hc}{ \lambda}$), получим
$N = \frac{ \Phi_{e} \lambda \Delta t}{hc}$.
Подставив в этой формуле числовые значения величин, найдем
$N = \frac{0,6 \cdot 663 \cdot 10^{-9} \cdot 5}{6,63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^{8}} = 10^{19}$ Фотонов.
Ответ: $F = 4 нН; N = 10^{19}$ фотонов
