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
На основании второго закона Кирхгофа составим уравнения для контурных токов (в каждом уравнении ток соответствующего контура умножается на его полное сопротивление, а токи остальных контуров - на сопротивление общей с ним ветви, взятое со знаком "минус", знак ЭДС в правой части определяется тем, совпадает ли оно с направлением обхода):
Искомый ток, протекающий через источник питания с ЭДС 6E, втекает в один узел с током I3 = 63 мА, из этого же узла вытекают токи I2 = 36 мА и I4 = 72 мА. Исходя из баланса токов, I + I3 = I2 + I4, откуда I = I2 + I4 - I3 = 36 + 72 - 63 = 45 мА.
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
На основании второго закона Кирхгофа составим уравнения для контурных токов (в каждом уравнении ток соответствующего контура умножается на его полное сопротивление, а токи остальных контуров - на сопротивление общей с ним ветви, взятое со знаком "минус", знак ЭДС в правой части определяется тем, совпадает ли оно с направлением обхода):
Отсюда Ik1 = 0, Ik2 = -4E/R = -36 мА, Ik3 = 15E/R = 135 мА, Ik4 = 8E/R = 72 мА. Токи ветвей получаются суммированием токов контуров, включающих эту ветвь (с учётом направления обхода): I1 =Ik1 = 0, I2 = Ik2 = -36 мА, I3 = Ik3 - Ik4 = 63 мА, I4 = Ik4 = 72 мА. Наибольшим является ток, протекающий через резистор 4.
Искомый ток, протекающий через источник питания с ЭДС 6E, втекает в один узел с током I3 = 63 мА, из этого же узла вытекают токи I2 = 36 мА и I4 = 72 мА. Исходя из баланса токов, I + I3 = I2 + I4, откуда I = I2 + I4 - I3 = 36 + 72 - 63 = 45 мА.
Объяснение: