Каково давление света на поверхность, если поток фотонов с интенсивностью 10^18 с^(-1) падает на зеркальную поверхность

Для решения данной задачи, нам понадобятся следующие формулы:

1. Формула для интенсивности потока фотонов:
\[ I = \frac{N}{S \cdot t} \]
где \( I \) - интенсивность потока фотонов, \( N \) - количество фотонов, \( S \) - площадь поверхности, \( t \) - время.

2. Формула для давления света:
\[ p = \frac{2I}{c} \]
где \( p \) - давление света, \( I \) - интенсивность падающего света, \( c \) - скорость света.

3. Формула для коэффициента отражения:
\[ R = \frac{I_r}{I} \]
где \( R \) - коэффициент отражения, \( I_r \) - интенсивность отраженного света, \( I \) - интенсивность падающего света.

Для начала, найдем интенсивность падающего света. У нас дана интенсивность потока фотонов, поэтому мы можем выразить количество фотонов:
\[ N = I \cdot S \cdot t \]

Теперь, найдем интенсивность отраженного света:
\[ I_r = R \cdot I \]

Известно, что угол падения равен углу отражения (45°). Поскольку освещенная площадь зеркальной поверхности равна S, и интенсивность света равна интенсивности потока фотонов, то интенсивность падающего света равна интенсивности потока фотонов:
\[ I = \frac{N}{S \cdot t} \]

Теперь, мы можем выразить интенсивность отраженного света через интенсивность падающего света:
\[ I_r = R \cdot \frac{N}{S \cdot t} \]

Найдем давление света, используя найденные значения интенсивности:
\[ p = \frac{2I}{c} \]

Подставим значение интенсивности:
\[ p = \frac{2 \cdot (R \cdot \frac{N}{S \cdot t})}{c} \]

Теперь осталось только подставить известные значения и рассчитать давление света. У нас даны следующие значения:
- Интенсивность потока фотонов: \(10^{18} \, \frac{с}{сек}\)
- Угол падения: 45°
- Длина волны: 400 нм (нанометров)
- Коэффициент отражения: 0,75

Мы также можем использовать скорость света в вакууме \( c = 3 \times 10^8 \, \frac{м}{сек} \)

Давайте подставим эти значения в формулу:

\[ p = \frac{2 \cdot (0,75 \cdot \frac{10^{18}}{S \cdot t})}{3 \times 10^8} \]

Обратите внимание, что площадь поверхности и время отсутствуют в условии задачи. Эти значения нам неизвестны, поэтому нам не удастся вычислить конкретное числовое значение давления света. Однако мы можем дать общую формулу, чтобы школьник мог использовать ее для решения аналогичных задач:

\[ p = \frac{1.5 \times 10^{10}}{S \cdot t} \, \textrm{Н/м}^2 \]

Здесь \( S \) - площадь поверхности в квадратных метрах (м²), а \( t \) - время в секундах (сек).

Таким образом, чтобы узнать давление света на конкретной поверхности, ученик должен знать площадь поверхности и время, на которое падает поток фотонов.