Квантово-оптические явления. Физика атома
§ 36. Давление света. Фотоны
Условия задач и ссылки на решения по теме:
36.1 Определить давление p солнечного излучения на зачерненную пластинку, расположенную перпендикулярно солнечным лучам и находящуюся вне земной атмосферы на среднем расстоянии от Земли до Солнца (см. сноску к задаче 34.7).
РЕШЕНИЕ
36.2 Определить поверхностную плотность I потока энергии излучения, падающего на зеркальную поверхность, если световое давление p при перпендикулярном падении лучей равно 10 мкПа.
РЕШЕНИЕ
36.3 Поток энергии Фe, излучаемый электрической лампой, равен 600 Вт. На расстоянии r=1 м от лампы перпендикулярно падающим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром d=2 см. Принимая, что излучение лампы одинаково во всех направлениях и что зеркальце полностью отражает падающий на него свет, определить силу F светового давления на зеркальце.
РЕШЕНИЕ
36.4 На зеркальце с идеально отражающей поверхностью площадью S=1,5 см2 падает нормально свет от электрической дуги. Определить импульс p, полученный зеркальцем, если поверхностная плотность потока излучения φ, падающего на зеркальце, равна 0,1 МВт/м2. Продолжительность облучения t=1 c.
РЕШЕНИЕ
36.5 Спутник в форме шара движется вокруг Земли на такой высоте, что поглощением солнечного света в атмосфере можно пренебречь. Диаметр спутника d=40 м. Зная солнечную постоянную (см. задачу 34.7) и принимая, что поверхность спутника полностью отражает свет, определить силу давления F солнечного света на спутник.
РЕШЕНИЕ
36.6 Определить энергию ε, массу m и импульс p фотона, которому соответствует длина волны λ=380 нм (фиолетовая граница видимого спектра).
РЕШЕНИЕ
36.7 Определить длину волны λ, массу m и импульс p фотона с энергией ε=1 МэВ. Сравнить массу этого фотона с массой покоящегося электрона.
РЕШЕНИЕ
36.8 Определить длину волны λ фотона, импульс которого равен импульсу электрона, обладающего скоростью v=10 Мм/с.
РЕШЕНИЕ
36.9 Определить длину волны λ фотона, масса которого равна массе покоя: 1) электрона; 2) протона
РЕШЕНИЕ
36.10 Давление p монохроматического света (λ=600 нм) на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,1 мкПа. Определить число N фотонов, падающих за время t=1 с на поверхность площадью S=1 см2.
РЕШЕНИЕ
36.11 Монохроматическое излучение с длиной волны λ=500 нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой F= 10 нН. Определить число N1 фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.
РЕШЕНИЕ
36.12 Параллельный пучок монохроматического света (λ=662 нм) падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление p=0,3 мкПа. Определить концентрацию n фотонов в световом пучке.
РЕШЕНИЕ
1 Пучок монохроматического света с длиной волны λ=663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток энергии Фe=0,6 Вт. Определить силу F давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N фотонов, падающих на нее за время t=5 c.
РЕШЕНИЕ
2 Параллельный пучок света длиной волны λ=500 нм падает нормально на зачерненную поверхность, производя давление p=10 мкПа. Определить: 1) концентрацию n фотонов в пучке; 2) число n1 фотонов, падающих на поверхность площадью 1 м2 за время 1 c.
РЕШЕНИЕ
РЕШЕНИЕ
36.2 Определить поверхностную плотность I потока энергии излучения, падающего на зеркальную поверхность, если световое давление p при перпендикулярном падении лучей равно 10 мкПа.
РЕШЕНИЕ
36.3 Поток энергии Фe, излучаемый электрической лампой, равен 600 Вт. На расстоянии r=1 м от лампы перпендикулярно падающим лучам расположено круглое плоское зеркальце диаметром d=2 см. Принимая, что излучение лампы одинаково во всех направлениях и что зеркальце полностью отражает падающий на него свет, определить силу F светового давления на зеркальце.
РЕШЕНИЕ
36.4 На зеркальце с идеально отражающей поверхностью площадью S=1,5 см2 падает нормально свет от электрической дуги. Определить импульс p, полученный зеркальцем, если поверхностная плотность потока излучения φ, падающего на зеркальце, равна 0,1 МВт/м2. Продолжительность облучения t=1 c.
РЕШЕНИЕ
36.5 Спутник в форме шара движется вокруг Земли на такой высоте, что поглощением солнечного света в атмосфере можно пренебречь. Диаметр спутника d=40 м. Зная солнечную постоянную (см. задачу 34.7) и принимая, что поверхность спутника полностью отражает свет, определить силу давления F солнечного света на спутник.
РЕШЕНИЕ
36.6 Определить энергию ε, массу m и импульс p фотона, которому соответствует длина волны λ=380 нм (фиолетовая граница видимого спектра).
РЕШЕНИЕ
36.7 Определить длину волны λ, массу m и импульс p фотона с энергией ε=1 МэВ. Сравнить массу этого фотона с массой покоящегося электрона.
РЕШЕНИЕ
36.8 Определить длину волны λ фотона, импульс которого равен импульсу электрона, обладающего скоростью v=10 Мм/с.
РЕШЕНИЕ
36.9 Определить длину волны λ фотона, масса которого равна массе покоя: 1) электрона; 2) протона
РЕШЕНИЕ
36.10 Давление p монохроматического света (λ=600 нм) на черную поверхность, расположенную перпендикулярно падающим лучам, равно 0,1 мкПа. Определить число N фотонов, падающих за время t=1 с на поверхность площадью S=1 см2.
РЕШЕНИЕ
36.11 Монохроматическое излучение с длиной волны λ=500 нм падает нормально на плоскую зеркальную поверхность и давит на нее с силой F= 10 нН. Определить число N1 фотонов, ежесекундно падающих на эту поверхность.
РЕШЕНИЕ
36.12 Параллельный пучок монохроматического света (λ=662 нм) падает на зачерненную поверхность и производит на нее давление p=0,3 мкПа. Определить концентрацию n фотонов в световом пучке.
РЕШЕНИЕ
1 Пучок монохроматического света с длиной волны λ=663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток энергии Фe=0,6 Вт. Определить силу F давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N фотонов, падающих на нее за время t=5 c.
РЕШЕНИЕ
2 Параллельный пучок света длиной волны λ=500 нм падает нормально на зачерненную поверхность, производя давление p=10 мкПа. Определить: 1) концентрацию n фотонов в пучке; 2) число n1 фотонов, падающих на поверхность площадью 1 м2 за время 1 c.
РЕШЕНИЕ