Оцените размер частицы если для нее сила светового давления от солнца уравновешивает
2019-10-19 
Частица пыли в Солнечной системе испытывает действие двух сил: силы притяжения к Солнцу и планетам и силы светового давления, пропорциональной ее поперечному сечению. Существует такой размер частицы, при котором эти силы уравновешивают друг друга. Предполагая, что частица имеет форму шарика и поглощает весь падающий на нее свет, найдите радиус частицы, отвечающий ее равновесию в поле этих двух сил. Объяснение того факта, что «хвосты» комет направлены в сторону от Солнца, покоится на предположении о существовании такого равновесия и о том, что «хвост» кометы состоит из частиц малого размера, возможно даже из молекул газа. Разумно ли такое объяснение? Мощность, излучаемая Солнцем, равна $4 \cdot 10^ <26>вт$, его масса $2 \cdot 10^ <30>кг$.
Сила светового давления на частицу равна
где $S_<1>$ -площадь поперечного сечения шарика с радиусом $r \: S_ <0>= 4 \pi R^<2>$ ($R$-rрасстояние чрстицы от Солнца); $W$-энергия, узлучаемая Солнцем в единицу времени; $\beta$ — коэффициент отражении (по условию задачи $\beta = 0$). Сила гравитационного притяжения равна
где $m$ — масса частицы, $M$ — масса Солнца ($M = 2 \cdot 10^ <30>кг$), $G$ — гравитационная постоянная ($G = 6,67 \cdot 10^ <-8>м^<3>/кг \cdot сек^<2>$). В равновесии будут находиться лишь те частицы, радиус которых удовлетворяет условию $F_ <1>= F$:
здесь $\rho$ — плотность массы частицы. Оценивая радиус частицы В предположении, что $\rho \approx 1 г/см^<3>$, находим $r_ <0>\approx 6 \cdot 10^ <-5>см$. Частицы с радиусом $r < r_<0>$ световым давлением будут отбрасываться Солнцем. Таким образом видно, что обычное объяснение хвостов комет вполне разумно.
Источник
Оцените размер частицы если для нее сила светового давления от солнца уравновешивает
Солнечная постоянная, то есть мощность света, падающего перпендикулярно на единицу площади на уровне орбиты Земли, составляет примерно C = 1,4 кВт/м 2 . В ряде проектов для межпланетных сообщений предлагается использовать давление этого света, идущего от Солнца. Оцените силу давления света на идеально отражающий «парус» площадью S = 1000 м 2 , расположенный на орбите Земли перпендикулярно потоку света от Солнца.
Сила давления света в данном случае равна удвоенному потоку импульса фотонов, падающему на идеально отражающую поверхность «паруса» космического корабля.
Объёмная плотность импульса фотонов равна 
где 
— концентрация фотонов, а сила 
светового давления равна удвоенному импульсу всех фотонов, находящихся в цилиндре длиной c с площадью основания S, то есть 
Солнечная постоянная равна энергии всех фотонов, находящихся в цилиндре длиной c с единичной площадью основания: 
откуда следует, что
Источник
Физика дома
Данная задача по теме «Квантовая физика. Давление света», думаю, будет интересна прежде всего тем, кто готовится к экзамену ЕГЭ по физике. Тем более, что условие взято из сборника для подготовки к ЕГЭ.
Пылинка сферической формы, поглощающая весь падающий на нее свет, под действием силы притяжения к Солнцу и силы светового давления движется через Солнечную систему равномерно и прямолинейно. Радиус пылинки составляет 1 мкм. Найти плотность пылинки. Учесть, что на расстоянии R0 от Солнца, равному радиусу орбиты Земли, ускорение а, сообщаемое всем телам силой притяжения Солнца, равно 6*10 -3 м/с 2 , а мощность солнечного излучения, падающего на 1 м 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет 1370 Вт.
Для правильного решения задачи необходимо чётко понимать природу давления света, которая изучается после темы «Фотоэффект».
Выполнение рисунка в этой задаче — не обязательно. Но с выполненным рисунком задача становится более наглядной.
На пылинку действуют две силы: сила гравитационного притяжения Солнца и сила светового давления. Так как пылинка движется равномерно, то эти силы равны по модулю, но противоположны по направлению.
Расписываем силы, действующие на пылинку. Поскольку пылинка поглощает весь падающий на неё свет, давление света вычисляется по формуле:
Эту формулу желательно вывести (для вывода используем законы классической физики и формулы квантовой), так как она не относится к числу тех формул, которые необходимо учить для успешной сдачи экзамена.
Важно! Если свет падает на зеркальную поверхность, то давление света — удваивается!
Источник
Оцените размер частицы если для нее сила светового давления от солнца уравновешивает
Солнечная постоянная, то есть мощность света, падающего перпендикулярно на единицу площади на уровне орбиты Земли, составляет примерно C = 1,4 кВт/м 2 . В ряде проектов для межпланетных сообщений предлагается использовать давление этого света, идущего от Солнца. Оцените силу давления света на идеально отражающий «парус» площадью S = 1000 м 2 , расположенный на орбите Земли перпендикулярно потоку света от Солнца.
Сила давления света в данном случае равна удвоенному потоку импульса фотонов, падающему на идеально отражающую поверхность «паруса» космического корабля.
Объёмная плотность импульса фотонов равна где — концентрация фотонов, а сила светового давления равна удвоенному импульсу всех фотонов, находящихся в цилиндре длиной c с площадью основания S, то есть
Солнечная постоянная равна энергии всех фотонов, находящихся в цилиндре длиной c с единичной площадью основания: откуда следует, что
Источник
Оцените размер частицы если для нее сила светового давления от солнца уравновешивает
Название: Квантовая оптика. Квантовая механика — задания (Э.Б. Селиванова)
16.5. вариант 5
16.5.1. Ртутная дуга имеет мощность 125 Вт. Сколько квантов света испускается ежесекундно излучением каждой из спектральных линий: а) 6123 Å; б) 4047 Å. Интенсивность этих линий равна соответственно 2 \% и 2,9 \%. Считать, что 80 \% мощности идет на излучение.
16.5.2. Определите красную границу фотоэффекта для цезия, если при облучении его поверхности фиолетовыми лучами длиной волны λ = 400 нм максимальная скорость фотоэлектронов 6,5∙105 м/с.
16.5.3. как подтвердить тот факт, что электроны ,вылетающие из фотокатода, имеют различные скорости?
16.5.4. Оцените размер частицы, плотность которой
2,0∙103 кг/м3, если для неё сила светового давления от Солнца уравновешивается силой гравитационного притяжения. Частицу считать абсолютно чёрной, солнечная постоянная равна 1,36 кВт/м2.
16.5.5. Фотон с энергией ε = 2 mec2 при рассеянии на покоящемся электроне теряет половину своей энергии. Найдите угол разлета между рассеянным фотоном и электроном отдачи.
Содержание
Читать: Аннотация
Читать: Предисловие
Читать: 15. тема. тепловое излучение
Читать: 15.1. вариант 1Читать: 15.2. вариант 2Читать: 15.3. вариант 3 Читать: 15.4. вариант 4Читать: 15.5. вариант 5Читать: 15.6. вариант 6Читать: 15.7. вариант 7 Читать: 15.8. вариант 8Читать: 15.9. вариант 9Читать: 15.10. вариант 10 Читать: 15.11. вариант 11Читать: 15.12. вариант 12 Читать: 15.13. вариант 13Читать: 15.14. вариант 14Читать: 15.15. вариант 15Читать: 15.16. вариант 16Читать: 15.17. вариант 17Читать: 15.18. вариант 18
Читать: 16. тема. фотоэффект. давление света. эффект комптонаЧитать: 16.1. вариант 1Читать: 16.2. вариант 2Читать: 16.3. вариант 3Читать: 16.4. вариант 4Читать: 16.5. вариант 5Читать: 16.6. вариант 6Читать: 16.7. вариант 7Читать: 16.8. вариант 8Читать: 16.9. вариант 9Читать: 16.10. вариант 10Читать: 16.11. вариант 11Читать: 16.12. вариант 12Читать: 16.13. вариант 13Читать: 16.14. вариант 14Читать: 16.15. вариант 15Читать: 16.16. вариант 16Читать: 16.17. вариант 17Читать: 16.18. вариант 18
Читать: 17. тема. волны де бройля. соотношение неопределенностейЧитать: 17.1. вариант 1Читать: 17.2. вариант 2Читать: 17.3. вариант 3Читать: 17.4. вариант 4Читать: 17.5. вариант 5Читать: 17.6. вариант 6Читать: 17.7. вариант 7Читать: 17.8. вариант 8Читать: 17.9. вариант 9Читать: 17.10. вариант 10Читать: 17.11. вариант 11Читать: 17.12. вариант 12Читать: 17.13. вариант 13Читать: 17.14. вариант 14Читать: 17.15. вариант 15Читать: 17.16. вариант 16Читать: 17.17. вариант 17Читать: 17.18. вариант 18
Читать: 18. тема. уравнение шредингера. одномерный бесконечно глубокий потенциальный ящик. потенциальный барьер. атом водорода. молекулыЧитать: 18.1. вариант 1Читать: 18.2. вариант 2Читать: 18.3. вариант 3Читать: 18.5. вариант 5Читать: 18.6. вариант 6Читать: 18.7. вариант 7Читать: 18.8. вариант 8Читать: 18.9. вариант 9Читать: 18.10. вариант 10Читать: 18.11. вариант 11Читать: 18.12. вариант 12Читать: 18.13. вариант 13Читать: 18.14. вариант 14Читать: 18.15. вариант 15Читать: 18.16. вариант 16Читать: 18.17. вариант 17Читать: 18.18. вариант 18
Читать: Приложение
Источник