Пример 29

Пучок параллельных лучей монохроматического света с длиной волны l = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток излучения Ф_е = 0,6 Вт. Определить: 1) силу давления F, испытываемую этой поверхностью; 2) число фотонов n₁ ежесекундно падающих на поверхность.

Дано: Решение

l = 663 нм 1. Сила светового давления на поверхность равна

Ф_е = 0,6 Вт произведению светового давления р на площадь S

t = 1 c поверхности:

F, n₁ =? F = pS (1)

Световое давление может быть найдено по формуле:

(2)

где Е_е – энергетическая светимость (облученность); с – скорость света в вакууме; r - коэффициент отражения.

Подставляя выражение давления света из (1) в формулу (2), получим

(3)

Энергетическая светимость Е_е есть величина, численно равная энергии, падающей на единичную площадку в единицу времени. Произведение Е_е и S есть величина, численно равная энергии, падающей на данную площадку S в единицу времени, т.е. поток излучения Ф^е – Е_еS. С учетом этого формула примет вид:

. (4)

Величины, входящие в формулу (4), выпишем в единицах СИ: Ф_е = 0,6 Вт, с = 3^.10⁸ м/с, r = 1 (поверхность зеркальная). После подстановки этих величин в формулу (4) получим:

.

Проверка размерности:

.

2. Произведение энергии одного фотона на число фотонов n ₁, падающих на поверхность в единицу времени, равно мощности излучения, т.е. потоку излучения: Ф_е = e n₁, а так как энергия фотона e = hc/l, то

откуда

(5)

Выпишем величины, входящие в формулу (5), в единицах СИ: Ф_е = 0,6 Вт; l = 636^.10^{-7 м; h = 6,63.}10^-34 Дж; с = 3^.10⁸ м/с. Подставим полученные значения в расчетную формулу и произведем вычисления:

Проверка размерности:

.

Поиск по сайту: