Задача по электродинамике №242

Просмотров 10 Комментарии 0

Параллельный пучок света с длиной волны $λ$ = 500 нм и концентрацией фотонов $13 −3 n= 10 м$ нормально падает на идеальное зеркало, равномерно освещая всю его поверхность, площадь которой равна $S =0,25$ м $2.$ Чему равен модуль силы $F$ давления этого светового пучка на зеркало?

Каждый фотон в пучке света имеет энергию $hν$ и импульс $ν hc$ . Поскольку $c- ν = λ$ импульс фотона равен $h- λ$ . При нормальном падении света на идеальное зеркало знак импульса меняется на противоположный, так что каждый фотон передаёт зеркалу импульс $2h- λ$ . По второму закону Ньютона сила равна скорости изменения импульса тела: $Δp- F = Δt$ . За единицу времени $Δt$ =1 с от зеркала отразятся все фотоны, находящиеся в цилиндре с высотой, равной скорости света $cΔt$ и площадью основания $S$ , и движущиеся в направлении зеркала, так что $Δp = n⋅cSΔt 2h- λ$ и

2nhcS −6 F = λ ≈ 2⋅10 Н