ЕГЭ и ОГЭ
Главная > 2017: ЕГЭ, ОГЭ Математика, Физика, ... > ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Типовые экзаменационные варианты.

Источник задания: Вариант 11. Задание 27. ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Решение

Задание 27. При изучении давления света проведены два опыта с одним и тем же лазером. В первом опыте свет лазера направляется на пластинку, покрытую сажей, а во втором — на зеркальную пластинку такой же площади. В обоих опытах пластинки находятся на одинаковом расстоянии от лазера и свет падает перпендикулярно поверхности пластинок.

Как изменится сила давления света на пластинку во втором опыте по сравнению с первым? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение.

1. Сила давления света во втором опыте больше, чем в первом.

2. В обоих опытах происходит поглощение световой волны. Этот процесс можно рассматривать как поглощение за время t большого числа  квантов света — фотонов. Каждый фотон при поглощении передаёт пластинке импульс , поэтому пластинка получает импульс, равный сумме импульсов поглощённых фотонов: .

3. В результате поглощения света пластинкой, покрытой сажей, она приобретает за время t импульс  в направлении распространения света от лазера. В соответствии с законом изменения импульса тела в инерциальной системе отсчёта скорость изменения импульса тела равна силе, действующей на него со стороны других тел или полей:

.

4. В результате отражения света от зеркальной пластины отражённый квант имеет импульс, противоположный импульсу кванта падающей волны: , поэтому отражённая волна имеет импульс . В итоге за время t импульс волны под действием зеркальной пластинки изменился. Это изменение:

.

Импульс системы световая волна + зеркальная пластинка сохраняется: , поэтому . Но изменение импульса тела в инерциальной системе отсчёта происходит только под действием других тел или полей и характеризуется силой . Для хорошего зеркала , поэтому .

5. Сравнивая выражения для силы F1 действующей на пластинку, покрытую сажей, и силы F2, действующей на зеркало, приходим к выводу, что F1<F2.

Другие задания:

Темы раздела

Для наших пользователей досутпны следующие материалы: