5. Визначити фокусну відстань розсіювальної лінзи за умови, що предмет розташований на відстані 25 см, а його зображення на відстані 15 см від лінзи.намадюйтл малюнок
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
В соответствии с законом Клапейрона Менделеева P*V = m*R*T/M. По условию задачи V; T; M остаются неизменными. R – вообще газовая постоянна. Таким образом, из этой формулы видно, что давление линейно зависит от массы газа. И, следовательно, во сколько раз масса газа изменится, ровно во столько же раз измениться давление. В первом случае Р1 = m1*R*T/M*V. Во втором случае масса газа стала m2 = m1(1-0,8) и давление P2 = m2*R*T/M*V = m1(1-0,8)*R*T/M*V. Разделим первое давление на второе: Р1/Р2 = {m1*R*T/M*V}/{m1(1-0,8)*R*T/M*V} = 1/0,2 = 5. Отсюда Р2 = Р1/5 = 500/5 = 100 кПа
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