Задача по электродинамике №246

Кусочек металлической фольги массой m = 1  г освещается лазерным импульсом мощностью W = 15  Вт и длительностью τ = 0,5  с. Свет падает нормально к плоскости фольги и полностью отражается от её поверхности в обратном направлении. Определить скорость, приобретённую фольгой в результате действия света.

Изменение импульса каждого фотона Δp0  при падении света равно удвоенному начальному импульсу фотона p0  , так как свет полностью отражается при падении на фольгу.
Силу давления F  можно найти по формуле:

F = Δp-. (1)     Δt

Энергия с импульсом и мощностью связана формулой:

E = pc = Wt ⇒ p= W-τ,                  c

где p  – импульс всех фотонов, t  – время.
Так как изменение импульсов равно удвоенное начальному импульсу, то      2W τ Δp = --c-.  Откуда

    2W F = -c-

Сила же с изменением импульса фольги связаны формулой:

F = 2p0-= mv-⇒ v = Fτ-= 2W-τ =0,005 см/с     τ     τ       m     mc

Задачу можно также решить через закон сохранения импульса, записав

p0 = −p0+ Δp ⇒ Δp = 2p0 = 2W-τ⇒ v = 2p0 = 2W-τ-= 5 м м/с.                           c        m    mc
Оцените статью
Я решу все!