Какое давление создается светом, падающим перпендикулярно на поверхность площадью s=10см^2 с коэффициентом отражения

Для начала, давайте рассмотрим, что такое давление и как оно связано со светом. Давление - это сила, действующая на определенную площадь. В данной задаче, свет оказывает давление на поверхность в результате своего падения на нее.

Формула для расчета давления, создаваемого светом на поверхность, выглядит следующим образом:

\[ P = \frac{{2 \cdot F}}{{A}} \]

где P - давление (в паскалях), F - сила (в ньютонах), A - площадь поверхности (в квадратных метрах).

Для данной задачи, нам необходимо вычислить силу, а затем используя формулу давления, определить значение давления.

Сила, основанная на действии света, связана с падением фотонов на поверхность. Фотоны - это частицы света, которые обладают некоторым импульсом. Формула для расчета силы, действующей от падения фотонов на определенную площадь, выглядит так:

\[ F = n \cdot \Delta p \]

где F - сила (в ньютонах), n - количество фотонов, падающих на поверхность за секунду, а \( \Delta p \) - изменение импульса фотонов.

Теперь, чтобы определить изменение импульса фотонов, нам понадобится знать длину волны света. Для этого мы можем использовать формулу:

\[ \Delta p = \frac{{h}}{{\lambda}} \]

где \( \Delta p \) - изменение импульса фотонов (в килограмм-метрах в секунду), h - постоянная Планка (около \(6.63 \times 10^{-34} \) Дж·с), а λ (латинская буква "лямбда") - длина волны света (в метрах).

В нашей задаче, длина волны света указана как 500 нм (нанометров), поэтому ее нужно перевести в метры. За один нанометр равен \( 10^{-9} \) метра.

\[ 500 \, \text{нм} = 500 \times 10^{-9} \, \text{м} = 5 \times 10^{-7} \, \text{м} \]

Теперь мы готовы попробовать подставить числовые значения и решить задачу:

1. Вычисляем изменение импульса фотонов:

\[ \Delta p = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}}}{5 \times 10^{-7} \, \text{м}} \]

2. Вычисляем силу, действующую на поверхность:

\[ F = 10^{18} \times \Delta p \]

3. Вычисляем площадь поверхности:

\[ A = 10 \, \text{см}^2 = 10^{-3} \, \text{м}^2 \]

4. Вычисляем давление:

\[ P = \frac{{2 \cdot F}}{{A}} \]

Теперь давайте посчитаем все шаги по очереди:

Шаг 1. Вычисление изменения импульса фотонов:
\[ \Delta p = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}}}{5 \times 10^{-7} \, \text{м}} \approx 1.33 \times 10^{-27} \, \text{кг} \cdot \text{м/с} \]

Шаг 2. Вычисление силы:
\[ F = 10^{18} \times 1.33 \times 10^{-27} \approx 1.33 \times 10^{-9} \, \text{Н} \]

Шаг 3. Вычисление площади:
\[ A = 10^{-3} \, \text{м}^2 \]

Шаг 4. Вычисление давления:
\[ P = \frac{{2 \cdot 1.33 \times 10^{-9} \, \text{Н}}}{{10^{-3} \, \text{м}^2}} \approx 2.66 \, \text{кПа} \]

Итак, давление, создаваемое светом, падающим перпендикулярно на поверхность площадью 10 см² с коэффициентом отражения 0.7, составляет примерно 2.66 кПа (килопаскаля).