2015-01-21
314
Пучок параллельных лучей монохроматического света с длиной волны l = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток излучения Фе = 0,6 Вт. Определить: 1) силу давления F, испытываемую этой поверхностью; 2) число фотонов n1 ежесекундно падающих на поверхность.
Дано: Решение
l = 663 нм 1. Сила светового давления на поверхность равна
Фе = 0,6 Вт произведению светового давления р на площадь S
t = 1 c поверхности:
F, n1 =? F = pS (1)
Световое давление может быть найдено по формуле:
(2)
где Ее – энергетическая светимость (облученность); с – скорость света в вакууме; r - коэффициент отражения.
Подставляя выражение давления света из (1) в формулу (2), получим
(3)
Энергетическая светимость Ее есть величина, численно равная энергии, падающей на единичную площадку в единицу времени. Произведение Ее и S есть величина, численно равная энергии, падающей на данную площадку S в единицу времени, т.е. поток излучения Фе – ЕеS. С учетом этого формула примет вид:
. (4)
Величины, входящие в формулу (4), выпишем в единицах СИ: Фе = 0,6 Вт, с = 3.108 м/с, r = 1 (поверхность зеркальная). После подстановки этих величин в формулу (4) получим:
.
Проверка размерности:
.
2. Произведение энергии одного фотона на число фотонов n 1, падающих на поверхность в единицу времени, равно мощности излучения, т.е. потоку излучения: Фе = e n1, а так как энергия фотона e = hc/l, то
откуда
(5)
Выпишем величины, входящие в формулу (5), в единицах СИ: Фе = 0,6 Вт; l = 636.10-7 м; h = 6,63.10-34 Дж; с = 3.108 м/с. Подставим полученные значения в расчетную формулу и произведем вычисления:
Проверка размерности:
.
