2020-01-14
135
Определим давление, оказываемое монохроматическим светом частотой ν при падении на поверхность площади S с коэффициентом отражения ρ=0,5. Угол падения света α=600, интенсивность света (плотность потока энергии) I=2 кВт /м2.
Решение
Свет производит давление на отражающие или поглощающие его тела. В квантовой оптике давление света истолковывается как результат передачи этим телам импульса фотонов при отражении и поглощении света. Давление света на плоскую поверхность тела S равно численному значения нормальной составляющей суммарного импульса, передаваемого фотонами телу на единицу площади рассматриваемой поверхности за единицу времени.
|
Пусть монохроматический свет частоты ν падает на поверхность S под углом α (см. рис.0). Пусть n – число фотонов, падающих за 1 с на единицу площади поверхности S. Если ρ - коэффициент отражения света от поверхности, то из n фотонов ρn зеркально отражаются, а (1-ρ)n – поглощаются. Отражающиеся фотоны передают телу суммарный импульс, направленный нормально к поверхности и численно равный:
|
|
|
Δpотр= ρ∙ n ∙2∙Рф ∙ cos α,
где Рф=hν/c - модуль импульса одного фотона.
Поглощающиеся фотоны передают поверхности суммарный импульс, нормальная к поверхности составляющая которого численно равна:
Δpпогл= (1-ρ)∙ n∙Рф ∙cos α.
Таким образом, давление света:
D= 
.
Если n0 – концентрация фотонов падающего света, то n= n0∙∙Сosα
D = 
.
Учтем, что световой поток I= n0 ∙ hν ∙c. Тогда
D= 
=1,5 ∙2∙103 Сos2 600/(3∙108) = 0,25∙10-5 Па.
Раздел 6. РАВНОВЕСНОЕ ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
