Dobry wieczór. Proszę o pomoc w problem fizyki. Temat: Fizyka kwantowa. Daję 100 punktów. Z góry bardzo dziękuję!!!!!

Znajdź moc promieniowania i liczbę wszystkich kwantów światła o długości 5·10⁻⁷ m, padających prostopadle do powierzchni lustra 400 cm² przez 5 min, jeśli siła nacisku na powierzchnię 20 cm² wynosi 0,16 mN.​


Odpowiedź :

Ciśnienie wywierane na lustro:

[tex]p=\frac{F}{S_1}\\p=\frac{0.16mN}{20\cdot10^{-4}m^2}=80mPa[/tex]

Z drugiej strony ciśnienie wywierana przez promieniowanie odbijane od zwierciadła:

[tex]p=\frac{2I}{c}[/tex]

2 bierze się z tego, że w trakcie odbicia następuje zmiana pędu na przeciwny. Stąd natężenie promieniowania

[tex]I=\frac{1}{2}pc=40mPa\cdot3\cdot10^{8}m/s=12\cdot10^6W/m^2[/tex]

Mając natężenie promieniowania można obliczyć moc:

[tex]P=IS_2\\P=12\cdot10^6W/m^2\cdot0.04m^2=480kW[/tex]

oraz energię fotonów

[tex]E=Pt=480kW\cdot300s=144MJ[/tex]

energia taka odpowiada N fotonom

[tex]E=N\frac{hc}{\lambda}\\N=\frac{\lambda E}{hc}\\N=\frac{5\cdot10^{-7}m\cdot144\cdot10^6J}{6.626\cdot10^{-34}Js\cdot3\cdot10^8m/s}\approx3.6\cdot10^{26}[/tex]

pozdrawiam