5-volnovaja_i_kvantovaja_optika

P

2h

Rn

h

(1 R)n

или

P

nh

(1 R)

I

(1 R) ,

c

c

c

c

где I nh

– энергия всех фотонов, падающих на

единицу поверхности за единицу времени.

c

P

nhc

(1 R)

nh

(1 R) .

c

На лѐгкой нерастяжимой нити подвешено ко-

Давление света, падающего перпендикулярно к

ромысло с двумя лепестками, один из которых

поверхности, выражается следующей

формулой:

зачернѐн, а другой – абсолютно белый. Уста-

I

где I nh

новка освещается нормально падающим све-

P

(1 R) ,

– энергия всех фотонов,

c

том, при этом коромысло …

падающих на единицу поверхности за единицу

времени. На оба лепестка падает один и тот же

свет, следовательно, энергия фотонов одинакова,

т.е. Iабсбел I затем н.

Коэффициент отражения света от поверхности у

1. направление поворота зависит от длины

затемненного лепестка меньше коэффициента от-

волны света

ражения

абсолютно

белого лепестка,

т.е.

2. повернѐтся по часовой стрелке*

Rабсбел Rзатем н. В итоге соотношение давлений полу-

3. повернѐтся против часовой стрелки

чается следующим:

4. останется неподвижным

Pабсбел

Iабсбел

1 Rабсбел

I затем н 1 Rзатем н Pзатем н.

c

c

Т.к. оба

лепестка

одинаковой

площади

Sабсбел Sзатем н, то исходя из формулы F PS ,

полу-

чаем

Fабсбел PабсбелSабсбел Pзатем нSзатем н Fзатем н.

Значит, коромысло повернется от абсолютно бело-

го лепестка к затемненному, то есть по часовой

стрелке.

Ответ: 2

Монохроматическое рентгеновское излучение

Изменение

длины

волны

рентгеновского

излучения

при

комптоновском

рассеянии

с длиной волны

, где

определяется по формуле

,

комптоновская

где

– комптоновская длина волны, –

длина волны для электрона, падает на

угол

рассеяния.

Тогда

рассеивающее вещество. При этом отношение

длин волн

излучения, рассеянного под

углами

и

соответственно, равно …2

Следовательно, искомое отношение

Солнечный свет падает на зеркальную

Давление

света

определяется

по

формуле

поверхность по нормали к ней. Если

интенсивность солнечного излучения равна

1,37 кВт/м2, то давление света на поверхность

,

где

энергетическая

равно __9___ . (Ответ выразите в мкПа и

освещенность поверхности, равная энергии,

округлите до целого числа).

падающей на единицу площади поверхности в

единицу

времени;

скорость

света;

коэффициент отражения. Для зеркальной

поверхности

Тогда давление света

Параллельный пучок света падает по нормали

Давление света, падающего перпендикулярно к

на зачернѐнную плоскую поверхность, произ-

поверхности,

выражается следующей

формулой:

водя давление Р. При замене поверхности на

зеркальную давление света не изменяется, если

P

I

(1 R)

, где I nh

– энергия всех фотонов, па-

угол падения (отсчитываемый от нормали к

c

поверхности) будет равен …

дающих на единицу поверхности за единицу вре-

1. 60°

мени. Если свет падает под углом

к нормали, то

2. 45°*

давление

можно

выразить

формулой:

3. 0°

P

I

(1 R) cos

2

. Примем Rзачерн

0 , а Rзерк

1, полу-

4. 30°

c

чим:

P

P

I

1 R

I

1 R

cos2

1 0 1 1

cos2

зачерн

зерк

зачерн

зерк

c

c

cos2

1

cos

1

45O

2

2

.

Ответ: 2

Параллельный пучок света падает на зеркаль-

Если свет падает под углом

к нормали,

то дав-

ную плоскую поверхность, под углом

ление можно выразить формулой: P

I

(1 R) cos2 ,

(отсчитываемым от нормали к поверхности),

c

производя давление Р. При замене поверхности

где I nh

– энергия всех фотонов,

падающих на

на зачерненную давление света не изменится,

единицу поверхности за единицу времени, R – ко-

если угол падения будет равен…

эффициент отражения.

1: 0°*

Примем Rзачерн 0 , а Rзерк

1, получим:

2: 30°

P

P

I

1 R

cos2

I

1 R

cos2

1 1 c

3: 45°

зерк

зерк

зачерн

зачерн

зерк

зачерн

c

c

2

4: 60°

2

2

cos2 зачерн 2

cos2

зачерн cos2

зачерн

2

4

.

Ответ: 1

Параллельный пучок света, падающий по нор-

Давление света, падающего перпендикулярно к

мали на зеркальную плоскую поверхность,

поверхности,

выражается

следующей

формулой:

производит давление Р. Если тот же пучок

P

I

(1 R)

, где I nh

– энергия всех фотонов, па-

направить на зачерненную поверхность под

c

углом

к нормали, то световое давление

дающих на единицу поверхности за единицу вре-

будет равно…

мени. Примем Rзачерн 0 , а Rзерк

1.

1: *

Для

зеркальной

поверхности

получим:

I

I

I

P

P P

1 1 2

. Если свет падает под

2: 4Р

зерк

c

c

c

2

3:

углом

к нормали, то давление можно выразить

I

4: Р

формулой: P

(1 R) cos2 , где

I nh

–

энергия

c

всех фотонов, падающих на единицу поверхности

за единицу времени, R – коэффициент отражения.

Для затемненной поверхности получим:

I

1 0 cos

2

О

P

2

О

P 1

2

P

1

P

.

Pзатем н

60

cos

60

c

2

2

4

8

2 2

Ответ: 1

Параллельный пучок света, падающий по нор-

Давление света, падающего перпендикулярно к

мали на зачерненную плоскую поверхность,

поверхности,

выражается

следующей

формулой:

производит давление Р. Если тот же пучок све-

P

I

(1 R)

, где I nh

– энергия всех фотонов, па-

та направить на зеркальную поверхность под

c

углом

к нормали, то световое давление

дающих на единицу поверхности за единицу вре-

будет равно…

мени. Примем Rзачерн

0 , а Rзерк

1.

1: *

Для

зачерненной

поверхности

получим:

2: 4Р

P P

I

1 0

I

I

P .

зачерн

c

c

c

3: Р

Если свет падает под углом

к нормали, то дав-

4:

ление можно выразить формулой: P

I

(1 R) cos2 ,

c

где I nh

– энергия всех фотонов, падающих на

единицу поверхности за единицу времени, R – ко-

эффициент отражения. Для зеркальной поверхно-

сти получим:

P

I

1 1 cos2

60О 2P

1 2

P

.

зерк

c

2

2

Ответ: 1

Параллельный пучок света, падающий на зер-

Давление света, падающего перпендикулярно к

кальную плоскую поверхность, под углом

поверхности,

выражается

следующей

формулой:

(отсчитываемым от нормали к поверх-

P

I

(1 R) , где I nh

– энергия всех фотонов, па-

ности), производит давление Р. Если тот же

c

пучок света направить по нормали на зачер-

дающих на единицу поверхности за единицу вре-

ненную поверхность, то световое давление бу-

мени.

дет равно…

Если свет падает под углом

к нормали, то дав-

1: 2Р*

ление можно выразить формулой: P

I

(1 R) cos

2

,

2: 4Р

c

3:

где I nh

– энергия всех фотонов, падающих на

единицу поверхности за единицу времени, R – ко-

4: P

эффициент отражения. Примем Rзачерн

0 , а Rзерк 1.

Для

зеркальной

поверхности

получим:

P P

I

1 1 cos2 60O

I

2

1 2

1

I

I

2P .

зерк

c

c

2 c

c

2

Для

зачерненной

поверхности

получим:

P

I

1 0 2P .

зачерн

c

Ответ: 1

Параллельный пучок света, падающий на за-

Давление света, падающего перпендикулярно к

черненную плоскую поверхность, под углом

поверхности,

выражается

следующей

формулой:

(отсчитываемым от нормали к поверх-

P

I

(1 R) , где I nh

– энергия всех фотонов, па-

ности), производит давление Р. Если тот же

c

пучок света направить по нормали на зеркаль-

дающих на единицу поверхности за единицу вре-

ную поверхность, то световое давление будет

мени.

равно…

Если свет падает под углом

к нормали, то дав-

1: 8Р*

ление можно выразить формулой: P

I

(1 R) cos

2

,

2: Р

c

3: 4P

где I nh

– энергия всех фотонов, падающих на

4:

единицу поверхности за единицу времени, R – ко-

эффициент отражения. Примем Rзачерн

0 , а Rзерк 1.

Для

зачерненной

поверхности

получим:

P P

I

1 0 cos2 60O

I

1

2

1

I

I

4P .

зачерн

c

4 c

c

c 2

Для

зеркальной

поверхности

получим:

2

увеличится в 2

раза

3

уменьшится в 2

раза

4

уменьшится в 4

раза

1*

уменьшится в 4

раза

2

увеличится в 2

раза

3

уменьшится в 2

раза

Лазер на рубине излучает в импульсе длитель-

Давление, производимое светом при нормальном

ностью

энергию

в виде почти

падении, определяется по формуле:

параллельного

пучка с площадью сечения

. Если

коэффициент

отражения по-

, где

энергетическая осве-

щенность поверхности, равная энергии, падающей

верхности 0,8, давление света на площадку,

на единицу площади поверхности в единицу вре-

расположенную перпендикулярно пучку, рав-

мени;

скорость света;

коэффициент от-

но __150_ мПа.

ражения. Энергетическая освещенность поверхно-

сти равна

, где

– энергия излучения

в импульсе, – длительность импульса, – пло-

щадь сечения пучка. Тогда

На черную пластинку падает поток света. Если

число фотонов, падающих на единицу

площади поверхности в единицу времени,