Каково давление света при падении каждую секунду n=10^18 фотонов света с длиной волны λ = 500нм на поверхность площадью

Тема урока: Фотоэффект

Разъяснение:
Давление света можно рассматривать как воздействие фотонов на поверхность. При падении фотонов на поверхность, часть из них отразится, а часть будет поглощена. Давление света можно определить как сумму изменения импульса от поглощенных фотонов.

Для решения данной задачи, необходимо знать следующие данные:

n - количество падающих фотонов = 10^18 фотонов

λ - длина волны света = 500 нм = 500 * 10^(-9) м

s - площадь поверхности = 10 см^2 = 10 * 10^(-4) м^2

ρ - коэффициент отражения = 0.7

Сначала найдем количество поглощенных фотонов. Для этого умножим количество падающих фотонов на коэффициент поглощения (1 - ρ):

n_pog = n * (1 - ρ) = 10^18 * (1 - 0.7)

Далее найдем изменение импульса от поглощенных фотонов. Для этого воспользуемся формулой для импульса фотона:

p = h / λ,

где h - постоянная Планка

ΔP = n_pog * p = n_pog * (h / λ)

Теперь можно найти давление света, используя формулу для давления:

P = ΔP / S = (n_pog * (h / λ)) / s

Подставив значения, получим окончательный ответ.

Пример:
n = 10^18 фотонов
λ = 500 нм
s = 10 см^2
ρ = 0.7

n_pog = 10^18 * (1 - 0.7)

Используя значение постоянной Планка h и подставив значения в формулу, можно найти давление света:

P = (n_pog * (h / λ)) / s

Совет:
Для более легкого понимания фотоэффекта и его связи с давлением света, можно провести дополнительные эксперименты или прочитать дополнительные материалы на эту тему.

Задача для проверки:
Как изменится давление света, если коэффициент отражения ρ увеличится до 0.9?

Предмет вопроса: Давление света

Объяснение: Давление света - это сила, которую оказывает свет на поверхность, когда он падает на нее. Это явление объясняется фотонами, элементарными частицами света, которые обладают импульсом и энергией.

Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу для расчета давления света:

P = (2 * I) / c

Где P - давление света, I - интенсивность света и c - скорость света.

Интенсивность света может быть вычислена по формуле:

I = (n * E) / (A * t)

Где n - количество фотонов, E - энергия одного фотона, A - площадь, на которую свет падает, и t - время падения фотонов.

Энергия одного фотона можно вычислить с использованием формулы Планка:

E = h * c / λ

Где h - постоянная Планка, c - скорость света и λ - длина волны света.

Теперь мы можем объединить все формулы, чтобы решить задачу:

E = (6.626 * 10^-34 Дж * с) * (3 * 10^8 м/с) / (500 * 10^-9 м) ≈ 3.9768 * 10^-19 Дж

I = (10^18 фотонов * 3.9768 * 10^-19 Дж) / (10 см^2 * (1 м/100 см)^2) ≈ 3.9768 * 10^3 Вт/м^2

P = (2 * 3.9768 * 10^3 Вт/м^2) / (3 * 10^8 м/с) ≈ 2.6512 * 10^-6 Н/м^2

Ответ: Давление света при падении каждую секунду n = 10^18 фотонов света с длиной волны λ = 500нм на поверхность площадью s = 10см^2 и коэффициентом отражения ρ = 0.7 составляет примерно 2.6512 * 10^-6 Н/м^2.

Совет: Чтобы более легко понять концепцию давления света, рекомендуется изучить основы оптики и электромагнитной теории. Понимание взаимодействия фотонов света с поверхностью и их влияния на создание давления поможет лучше понять это явление.

Практика: На поверхность падает 2 * 10^19 фотонов света с длиной волны 600 нм и коэффициентом отражения 0.9. Рассчитайте давление света на поверхность, если площадь поверхности составляет 20 см^2.