Пылинка освещается импульсом лазерного света с длиной во-лныλ=6,3∙10-5 см. Определите число поглощенных пылинкой фотонов, если в результате действия света она приобрела скорость 1 мм/с. Масса пылинки 0,1 мг. Постоянная Планка 6,626∙10-34Дж∙с. Считать, что пылинка поглощает весь падающий на нее свет.
1) Энергия фотона света: E = h * c / λ,
где h - постоянная Планка (6,626∙10-34 Дж∙с),
c - скорость света (3∙10^8 м/с),
λ - длина волны света.
2) Энергия фотона света, подействовавшего на пылинку: E = m * v^2 / 2,
где m - масса пылинки (0,1 мг = 0,1∙10^-6 кг),
v - скорость пылинки после воздействия света (1 мм/с = 0,001 м/с).
3) Число фотонов, поглощенных пылинкой: n = E / (h * c / λ).
Теперь, заменим значения в формулах:
1) E = (6,626∙10^-34 Дж∙с) * (3∙10^8 м/с) / (6,3∙10^-5 см) = (1,9878∙10^-19 Дж).
То есть, энергия одного фотона света равна 1,9878∙10^-19 Дж.
2) E = (0,1∙10^-6 кг) * (0,001 м/с)^2 / 2 = 5∙10^-10 Дж.
То есть, энергия света, подействовавшего на пылинку, составляет 5∙10^-10 Дж.
3) n = (5∙10^-10 Дж) / (1,9878∙10^-19 Дж) ≈ 2,52∙10^9.
Таким образом, пылинка поглотила около 2,52∙10^9 фотонов света.