Найдем фокусное расстояние линзы F=1/D=1/10 дптр=0,1 м Найдем расстояние до изображения с формулы тонкой собирающей линзы 1/F=1/d + 1/f (где d - расстояние до предмета, f - расстояние до изображения) 1/f= 1/F - 1/d = 1/0,1 - 1/0,15 =(0,15 - 0,1)/0,015 (привели к общему знаменателю) f = 0,015/(0,15 - 0,1)= 0,015/0,05=0,3 м увеличение линзы Г=f/d=0,3/0,15=2 также Г= H/h (H - высота изображения, h - высота предмета), откуда H=Г*h=2*0,02 м=0,04 м высота изображения в 2 раза больше предмета , т.е. 4 см=0,04 м
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
Найдем расстояние до изображения с формулы тонкой собирающей линзы 1/F=1/d + 1/f (где d - расстояние до предмета, f - расстояние до изображения)
1/f= 1/F - 1/d = 1/0,1 - 1/0,15 =(0,15 - 0,1)/0,015 (привели к общему знаменателю)
f = 0,015/(0,15 - 0,1)= 0,015/0,05=0,3 м
увеличение линзы Г=f/d=0,3/0,15=2
также Г= H/h (H - высота изображения, h - высота предмета), откуда H=Г*h=2*0,02 м=0,04 м
высота изображения в 2 раза больше предмета , т.е. 4 см=0,04 м
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