Дано: мощность лазера W = -500 МВт, площадь поперечного сечения светового пучка S = 1 см², фокусное расстояние линзы f = 5 см, длина волны λ = 6943 Å (= 694.3 нм).
Найти: напряженность электрического поля E и давление света P в фокусе линзы.
Решение:
Сначала найдем энергию светового импульса, используя формулу:
E = W * t,
где E - энергия, W - мощность, t - время.
Заметим, что данная формула не содержит информацию о площади поперечного сечения, поэтому она не будет использоваться для решения данной задачи.
Для определения напряженности электрического поля E воспользуемся следующей формулой:
E = c * sqrt(2*W / (ε₀ * S)),
где c - скорость света, ε₀ - электрическая постоянная (приближенно равна 8.85418782 · 10⁻¹² Ф/м), S - площадь поперечного сечения.
Подставим известные значения:
E = 3 * 10⁸ м/с * sqrt(2 * (-500 * 10⁶ Вт) / (8.85418782 · 10⁻¹² Ф/м * (1 · 10⁻⁴ м²))).
Упростим выражение:
E ≈ 1.89 * 10⁹ В/м.
Теперь, чтобы найти давление света P в фокусе линзы, воспользуемся формулой:
P = 2 * E² / (c * ε₀),
где P - давление света.
Подставим известные значения:
P = 2 * (1.89 * 10⁹ В/м)² / (3 * 10⁸ м/с * 8.85418782 · 10⁻¹² Ф/м).
Упростим выражение:
P ≈ 4.05 * 10⁻³ Па.
Ответ:
Напряженность электрического поля E в фокусе линзы составляет примерно 1.89 * 10⁹ В/м.
Давление света P в фокусе линзы равно примерно 4.05 * 10⁻³ Па.