Решите задачу На поверхность тела площадью 1 м^2 падает за 1 с 10^5 фотонов с длиной волны 500 нм. Определите световое давление, если все фотоны отражаются телом.
Для решения данной задачи нам понадобится знание о световом давлении и формуле для его расчета.
Световое давление - это сила, которую свет оказывает на равномерную площадку поверхности. Оно определяется формулой:
P = (2E)/cA,
где P - световое давление,
E - энергия пучка света,
c - скорость света,
A - площадь поверхности.
В данной задаче у нас известна площадь поверхности (1 м^2) и энергия пучка света, которая определяется как число фотонов, умноженное на энергию одного фотона.
Для начала посчитаем энергию одного фотона. Энергия фотона связана с его длиной волны следующим соотношением:
E = (hc)/λ,
где E - энергия фотона,
h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^(-34) Дж·с),
c - скорость света (299 792 458 м/с),
λ - длина волны.
Подставим известные значения в данную формулу:
E = (6,62607015 × 10^(-34) Дж·с × 299 792 458 м/с) / (500 × 10^(-9) м) = 3,97884 × 10^(-19) Дж.
Теперь можем рассчитать энергию пучка света, умножив энергию одного фотона на число фотонов:
E = 3,97884 × 10^(-19) Дж × 10^5 = 3,97884 × 10^(-14) Дж.
Итак, у нас имеется значение энергии пучка света (3,97884 × 10^(-14) Дж) и площадь поверхности (1 м^2). Теперь можем рассчитать световое давление по формуле:
