сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 5687
i

Как из­вест­но, пер­вые опыты по из­ме­ре­нию све­то­во­го дав­ле­ния были осу­ществ­ле­ны П. Н. Ле­бе­де­вым в 1899 году с ис­поль­зо­ва­ни­ем кру­тиль­ных весов.

1.  Какое сред­нее дав­ле­ние Pcp ока­зы­ва­ет мо­но­хро­ма­ти­че­ский свет с ин­тен­сив­но­стью I  =  1 Bт · 10 см2 на на­но­ча­сти­цу диа­мет­ром d  =  5 нм, если его эф­фек­тив­ное се­че­ние по­гло­ще­ния со­став­ля­ет \sigma=10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 14 пра­вая круг­лая скоб­ка  см2.

2.  Во сколь­ко раз k это дав­ле­ние от­ли­ча­ет­ся от дав­ле­ния света той же ин­тен­сив­но­сти на иде­аль­но зер­каль­ную по­верх­ность при его нор­маль­ном па­де­нии?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1)  Све­то­вое дав­ле­ние равно p= дробь: чис­ли­тель: E, зна­ме­на­тель: c конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс \rho пра­вая круг­лая скоб­ка , где \rho  — ко­эф­фи­ци­ент от­ра­же­ния, c - ско­рость света, E  — об­лу­чен­ность.

Сила дав­ле­ния F=pS= дробь: чис­ли­тель: pS, зна­ме­на­тель: c конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс \rho пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \Phi, зна­ме­на­тель: c конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс \rho пра­вая круг­лая скоб­ка , где \Phi  — поток энер­гии из­лу­че­ния, па­да­ю­ще­го на пло­щадь S.

Тогда дав­ле­ние света равно p= дробь: чис­ли­тель: \Phi, зна­ме­на­тель: cS конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс \rho пра­вая круг­лая скоб­ка .

Об­лу­ча­е­мая пло­щадь равна S= дробь: чис­ли­тель: Пи d в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =19,6 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 18 пра­вая круг­лая скоб­ка м в квад­ра­те .

Поток энер­гии из­лу­че­ния \Phi=\sigma I=10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 14 пра­вая круг­лая скоб­ка см в квад­ра­те умно­жить на 1Вт/см в квад­ра­те =10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 14 пра­вая круг­лая скоб­ка Вт.

Учи­ты­вая, что для по­гло­ща­ю­щих по­верх­но­стей ко­эф­фи­ци­ент от­ра­же­ния \rho =0, по­лу­ча­ем зна­че­ние дав­ле­ния света

p= дробь: чис­ли­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 14 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 8 умно­жить на 19,6 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 18 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =1,7 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка Па.

2)  Если по­верх­ность зер­каль­ная, то им­пульс фо­то­нов в 2 раза боль­ше, чем при от­ра­же­нии от по­гло­ща­ю­щей по­верх­но­сти. По­это­му это дав­ле­ние от­ли­ча­ет­ся в k=2 раз.

 

Ответ: 1) 1,7 · 10-17 Па; 2) k = 2.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За пра­виль­ный ответ: на пер­вый во­прос — 5 бал­лов; на вто­рой во­прос — 2 балла.

Классификатор: Оп­ти­ка. Осве­щен­ность