Данная задача по теме «Квантовая физика. Давление света», думаю, будет интересна прежде всего тем, кто готовится к экзамену ЕГЭ по физике. Тем более, что условие взято из сборника для подготовки к ЕГЭ.

Пылинка сферической формы, поглощающая весь падающий на нее свет, под действием силы притяжения к Солнцу и силы светового давления движется через Солнечную систему равномерно и прямолинейно. Радиус пылинки составляет 1 мкм. Найти плотность пылинки. Учесть, что на расстоянии R₀ от Солнца, равному радиусу орбиты Земли, ускорение а, сообщаемое всем телам силой притяжения Солнца, равно 6*10^-3 м/с², а мощность солнечного излучения, падающего на 1 м² поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет 1370 Вт.

Для правильного решения задачи необходимо чётко понимать природу давления света, которая изучается после темы «Фотоэффект».

Выполнение рисунка в этой задаче — не обязательно. Но с выполненным рисунком задача становится более наглядной.

На пылинку действуют две силы: сила гравитационного притяжения Солнца и сила светового давления. Так как пылинка движется равномерно, то эти силы равны по модулю, но противоположны по направлению.

Расписываем силы, действующие на пылинку.  Поскольку пылинка поглощает весь падающий на неё свет, давление света вычисляется по формуле:

Эту формулу желательно вывести (для вывода используем законы классической физики и формулы квантовой), так как она не относится к числу тех формул, которые необходимо учить для успешной сдачи экзамена.

Важно! Если свет падает на зеркальную поверхность, то давление света — удваивается!

 

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.