Сколько энергии должно приносить световое излучение на 1мм2 черной поверхности в единицу времени, что бы световое давление на нее равнялось 1 Па? если это давление создается зеленым светом с длиной волны 550 нм, то какое число квантов в единицу времени должно падать на 1мм2 этой поверхности
Для расчета энергии, необходимой для создания давления 1 Па на черную поверхность площадью 1 мм2 за единицу времени, используем формулу для светового давления:
P = 2*I/c,
где P - световое давление, I - интенсивность светового излучения, c - скорость света (около 3*10^9 м/с).
Так как P = 1 Па, подставляем значения:
1 = 2I/(310^9).
Отсюда находим интенсивность I:
I = 1.5*10^9 Вт/м2.
Далее, чтобы определить число квантов в единицу времени, падающих на 1 мм2 поверхности длиной волны 550 нм, воспользуемся формулой Планка:
E = hv,
где E - энергия кванта, h - постоянная Планка (6.6310^-34 Джс), v - частота света.
Для зеленого света с длиной волны 550 нм:
v = c/λ = (310^8)/(55010^-9) = 5.45*10^14 Гц.
Теперь находим энергию кванта:
E = 6.6310^-34 5.4510^14 = 3.6210^-19 Дж.
Чтобы определить количество квантов в единицу времени, падающих на 1 мм2, делим интенсивность на энергию одного кванта:
N = I/E = (1.510^9)/(3.6210^-19) = 4.15*10^27 квантов/с.
Таким образом, чтобы световое давление на черную поверхность равнялось 1 Па, на нее должно падать около 4.15*10^27 квантов в единицу времени.
Для расчета энергии, необходимой для создания давления 1 Па на черную поверхность площадью 1 мм2 за единицу времени, используем формулу для светового давления:
P = 2*I/c,
где P - световое давление,
I - интенсивность светового излучения,
c - скорость света (около 3*10^9 м/с).
Так как P = 1 Па, подставляем значения:
1 = 2I/(310^9).
Отсюда находим интенсивность I:
I = 1.5*10^9 Вт/м2.
Далее, чтобы определить число квантов в единицу времени, падающих на 1 мм2 поверхности длиной волны 550 нм, воспользуемся формулой Планка:
E = hv,
где E - энергия кванта,
h - постоянная Планка (6.6310^-34 Джс),
v - частота света.
Для зеленого света с длиной волны 550 нм:
v = c/λ = (310^8)/(55010^-9) = 5.45*10^14 Гц.
Теперь находим энергию кванта:
E = 6.6310^-34 5.4510^14 = 3.6210^-19 Дж.
Чтобы определить количество квантов в единицу времени, падающих на 1 мм2, делим интенсивность на энергию одного кванта:
N = I/E = (1.510^9)/(3.6210^-19) = 4.15*10^27 квантов/с.
Таким образом, чтобы световое давление на черную поверхность равнялось 1 Па, на нее должно падать около 4.15*10^27 квантов в единицу времени.