Дано:
Длина волны света λ = 650 нм = 650 x 10^-9 м
Мощность излучения P = 120 мВт = 120 x 10^-3 Вт
Скорость света c = 3 x 10^8 м/с
Постоянная Планка h = 6.63 x 10^-34 Дж·с
а) Найдем энергию одного фотона данного излучения:
Используем формулу для энергии фотона E = hc / λ, где h - постоянная Планка, c - скорость света, λ - длина волны.
E = (6.63 x 10^-34 Дж·с * 3 x 10^8 м/с) / 650 x 10^-9 м
б) Найдем количество фотонов, излучаемых лазером за 1 с:
Мощность излучения равна энергии, передаваемой за единицу времени.
P = N * E / t, где N - количество фотонов, t - время.
N = P * t / E
в) Найдем силу давления света лазера на полностью отражающую поверхность:
Сила давления света определяется изменением импульса света за единицу времени.
F = 2P / c, где P - мощность излучения, c - скорость света.
Решение:
а) E = (6.63 x 10^-34 Дж·с * 3 x 10^8 м/с) / 650 x 10^-9 м ≈ 3.05 x 10^-19 Дж
Энергия одного фотона данного излучения примерно равна 3.05 x 10^-19 Дж.
б) N = 120 x 10^-3 Вт * 1 с / 3.05 x 10^-19 Дж ≈ 3.93 x 10^15 фотонов
Лазер излучает примерно 3.93 x 10^15 фотонов за 1 с.
в) F = 2 * 120 x 10^-3 Вт / 3 x 10^8 м/с ≈ 8 x 10^-7 Н
Сила давления света лазера на полностью отражающую поверхность примерно равна 8 x 10^-7 Н.
Ответ:
а) Энергия одного фотона данного излучения примерно равна 3.05 x 10^-19 Дж.
б) Лазер излучает примерно 3.93 x 10^15 фотонов за 1 с.
в) Сила давления света лазера на полностью отражающую поверхность примерно равна 8 x 10^-7 Н.