Номер 1608, страница 294 - гдз по физике 9-11 класс сборник задач Капельян, Аксенович

Дано:

$S = 1,0 \text{ дм}^2 = 1,0 \cdot 10^{-2} \text{ м}^2$

$E = 63 \text{ Дж}$

$\Delta t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с}$

$c = 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}$ (скорость света)

Найти:

$p$ — световое давление в случаях а) и б).

Решение:

Давление света $p$ на поверхность при нормальном падении определяется формулой:

$p = \frac{I}{c}(1+\rho)$

где $I$ — интенсивность света, $c$ — скорость света, $\rho$ — коэффициент отражения поверхности.

Интенсивность света $I$ — это энергия, проходящая через единицу площади в единицу времени:

$I = \frac{E}{S \Delta t}$

Подставим выражение для интенсивности в формулу для давления:

$p = \frac{E}{S \Delta t c}(1+\rho)$

Рассчитаем общую часть выражения:

$\frac{E}{S \Delta t c} = \frac{63 \text{ Дж}}{1,0 \cdot 10^{-2} \text{ м}^2 \cdot 60 \text{ с} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}} = \frac{63}{1,8 \cdot 10^8} \text{ Па} = 35 \cdot 10^{-8} \text{ Па} = 3,5 \cdot 10^{-7} \text{ Па}$

Теперь рассмотрим каждый случай отдельно.

а) полностью отражает падающий на нее свет

Для идеально отражающей поверхности (зеркальной) коэффициент отражения $\rho = 1$.

Давление в этом случае будет:

$p_a = \frac{E}{S \Delta t c}(1+1) = 2 \frac{E}{S \Delta t c}$

Используя ранее вычисленное значение, получаем:

$p_a = 2 \cdot (3,5 \cdot 10^{-7} \text{ Па}) = 7,0 \cdot 10^{-7} \text{ Па}$

Ответ: давление света на полностью отражающую поверхность равно $7,0 \cdot 10^{-7} \text{ Па}$.

б) полностью поглощает падающий на нее свет

Для идеально поглощающей поверхности (черной) коэффициент отражения $\rho = 0$.

Давление в этом случае будет:

$p_б = \frac{E}{S \Delta t c}(1+0) = \frac{E}{S \Delta t c}$

Это значение мы уже рассчитали:

$p_б = 3,5 \cdot 10^{-7} \text{ Па}$

Ответ: давление света на полностью поглощающую поверхность равно $3,5 \cdot 10^{-7} \text{ Па}$.