2015-07-14
5825
Фотоны
Задача 1 [Квант 1993, 6.3]. В среде распространяется свет, имеющий длину волны 3×10-5см и энергию кванта 4.4×10-19Дж. Чему равен показатель преломления среды?
Задача 2 [Квант 1993, 6.4].Во сколько раз масса фотона инфракрасного света с длиной волны 800 нм меньше массы ультрафиолетового света с частотой n=1,5×1015Гц?
Задача 3 [Квант 1993, 6.10]. Космический корабль, находящийся на околосолнечной орбите, раскрывает солнечный парус площадью 100 км2. Чему равна максимальная сила давления солнечного излучения на идеально отражающий парус? Интенсивность солнечного излучения вблизи паруса равна 1,4 кВт/м2.
Решение. Пусть pg импульс фотона: 
. При отражении фотона от паруса парус получает импульс равный 2pg. Сила светового давления равна скорости передачи импульса парусу.
(1)
где DN - число фотонов отражающихся от паруса в течение времени Dt. Если JE - световая энергия, падающая на парус в единицу времени, то DN=(JE/Eg)Dt. Очевидно, что JE=j×S, где j -интенсивность света, данная в условии, S - площадь паруса. Таким образом, после суммирования всех рассуждений и подстановки соответствующих соотношений в уравнение (1) находим
(2)
|
|
|
Как следует из решения этой задачи, электромагнитная волна переносит не только энергию, но и импульс. Плотность потока энергии равна произведению плотности потока импульса на скорость света.
