Визначте товщину скляної плоскопаралельної пластинки, після проходження якої світловий промінь зміщується на 4 мм. Кут падіння світла на пластинку 45° ів

Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6

Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt

Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c

Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа

ответ. p = 32 мкПа

9

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

П 1.1. Тело, начальная скорость которого равна нулю, в течение вре-

мени t1=5 с двигалось равноускоренно с ускорением a=2 м/с

2

. Далее

путь S2=50 м тело двигалось равномерно. Определить среднюю ско-

рость тела.

Решение: Средняя скорость тела ср=S/t (S – путь, проходимый те-

лом за время t). Разделим S на два участка: S1 и S2 . На первом участ-

ке тело движется равноускоренно, а на втором – равномерно. Соот-

ветственно, t=t1+t2. Из уравнения равноускоренного движения

S1=at1

2

/2. На втором участке скорость тела 2=at1. Так как S2=2t2, то

t2=S2/(at1). Следовательно,

7,5 м/с. 2( )

( 2 )

/( )

/ 2 /

2

2

1

2 1

2

1

1 2 1

2

2

1

1 2

1 2

с р  

  

  



   at S

at S at

t S at

at S

t t

S S S t

П 1.2. С воздушного шара, поднимающегося вертикально вверх с по-

стоянной скоростью, для определения высоты шара сброшен гори-

зонтально груз, который через t1=5 c достиг Земли. Определить, на

какой высоте H находился шар в момент достижения грузом Земли.

Решение: Направим ось у вертикально вверх (рис. 1.1), а начало от-

счета выберем на поверхности Земли.

Пусть 0 – модуль вектора скорости шара,

h – высота, на которой сброшен груз.

Время отсчитываем с момента отделения

груза от шара. Тогда уравнение движения

шара имеет вид yш=h+0t, а груза yг=h+

0t-gt2

/2 (начальная скорость груза равна

скорости шара). По условию в момент

t=t1, yг(t1)=0, a yш(t1)=H – искомая величи-

на. Следовательно, ; 0 1 H  h   t

0 / 2 2

0 1 1  h   t  gt .

Решив систему уравнений находим, что H

= gt1

2

/2 = 122,6 м.



0

y

h

0

Рис. 1.1