Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 16128
2023-08-10 
Излучение лазера мощностью 600 Вт продолжалось 20 мс. Излученный свет попал в кусочек идеально отражающей фольги массой 2 мг, расположенный перпендикулярно направлению, его распространения. Какую скорость (в см/с) приобретет кусочек фольги?
Решение:
Поскольку для энергии и импульса каждого фотона выполняется соотношение
$p_{ф} = \frac{ \epsilon}{c}$.
Такое же соотношение верно для энергии и импульса всего излучения:
$p = \frac{E}{c} = \frac{N \tau}{c}$,
где $N$ - мощность лазера, $\tau$ - длительность излучения. Запишем закон сохранения импульса для системы фольга - излучение, считая, что энергия и величина импульса излучения при отражении не меняются (как при отражении от неподвижного зеркала).
$\frac{N \tau}{c} = - \frac{N \tau}{c} + mv$,
где $m$ - масса фольги.
Отсюда получим
$v = \frac{2 N \tau}{mc} = \frac{2 \cdot 600 \cdot 2 \cdot 10^{-2}}{2 \cdot 10^{-6} \cdot 3 \cdot 10^{8}} = 4 (см/с)$.
Теперь проверим справедливость предположения, что потерей энергии излучения при его отражении можно пренебречь. Действительно, отношение энергии, отданной фольге, к энергии излучения равно
$\frac{ \frac{mv^{2}}{2}}{N \tau} = \frac{mv}{ 2 \frac{N \tau}{c}} \frac{v}{c} = \frac{v}{c} \ll 1$.
Ответ: $v = 4 см/с$
Излучение лазера мощностью 600 Вт продолжалось 20 мс. Излученный свет попал в кусочек идеально отражающей фольги массой 2 мг, расположенный перпендикулярно направлению, его распространения. Какую скорость (в см/с) приобретет кусочек фольги?
Решение:
Поскольку для энергии и импульса каждого фотона выполняется соотношение
$p_{ф} = \frac{ \epsilon}{c}$.
Такое же соотношение верно для энергии и импульса всего излучения:
$p = \frac{E}{c} = \frac{N \tau}{c}$,
где $N$ - мощность лазера, $\tau$ - длительность излучения. Запишем закон сохранения импульса для системы фольга - излучение, считая, что энергия и величина импульса излучения при отражении не меняются (как при отражении от неподвижного зеркала).
$\frac{N \tau}{c} = - \frac{N \tau}{c} + mv$,
где $m$ - масса фольги.
Отсюда получим
$v = \frac{2 N \tau}{mc} = \frac{2 \cdot 600 \cdot 2 \cdot 10^{-2}}{2 \cdot 10^{-6} \cdot 3 \cdot 10^{8}} = 4 (см/с)$.
Теперь проверим справедливость предположения, что потерей энергии излучения при его отражении можно пренебречь. Действительно, отношение энергии, отданной фольге, к энергии излучения равно
$\frac{ \frac{mv^{2}}{2}}{N \tau} = \frac{mv}{ 2 \frac{N \tau}{c}} \frac{v}{c} = \frac{v}{c} \ll 1$.
Ответ: $v = 4 см/с$
