Вопрос:

Можешь помочь мне определить давление p лазерного луча на черную поверхность единичной площади и число N фотонов в импульсе?

Фотография

Ответ ассистента

Для начала, давай переведем все единицы измерения в систему СИ, чтобы было проще считать: 1. Длительность импульса: $$\Delta t = 0{,}50 \,\text{мс} = 0{,}50 \times 10^{-3} \,\text{с}$$ 2. Площадь поперечного сечения: $$S = 1{,}0 \,\text{см}^2 = 1{,}0 \times 10^{-4} \,\text{м}^2$$ 3. Длина волны излучения: $$\lambda = 0{,}60 \,\text{мкм} = 0{,}60 \times 10^{-6} \,\text{м}$$ Теперь можно найти давление и число фотонов. * **Давление лазерного луча** Давление света на черную поверхность можно найти по формуле: $$p = \frac{I}{c}$$, где $$\(I\) $$- интенсивность света, а $$\(c\) $$- скорость света ($$3 \times 10^8 \,\text{м/с}$$). Интенсивность света можно найти, разделив энергию на площадь и время: $$I = \frac{E}{S \Delta t} = \frac{1{,}0 \,\text{Дж}}{1{,}0 \times 10^{-4} \,\text{м}^2 \times 0{,}50 \times 10^{-3} \,\text{с}} = 2 \times 10^7 \,\text{Вт/м}^2$$ Теперь находим давление: $$p = \frac{2 \times 10^7 \,\text{Вт/м}^2}{3 \times 10^8 \,\text{м/с}} = 0{,}067 \,\text{Па}$$ * **Число фотонов в импульсе** Энергия одного фотона определяется как: $$E_{\text{фотона}} = \frac{hc}{\lambda}$$, где $$\(h\) $$- постоянная Планка ($$6{,}626 \times 10^{-34} \,\text{Дж} \cdot \text{с}$$). $$E_{\text{фотона}} = \frac{6{,}626 \times 10^{-34} \,\text{Дж} \cdot \text{с} \times 3 \times 10^8 \,\text{м/с}}{0{,}60 \times 10^{-6} \,\text{м}} = 3{,}313 \times 10^{-19} \,\text{Дж}$$ Общее число фотонов в импульсе: $$N = \frac{E}{E_{\text{фотона}}} = \frac{1{,}0 \,\text{Дж}}{3{,}313 \times 10^{-19} \,\text{Дж}} = 3{,}018 \times 10^{18}$$ **Ответ:** Давление лазерного луча равно $$0{,}067 \,\text{Па}$$, а число фотонов в импульсе – $$3{,}018 \times 10^{18}$$.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи