Найти силу отдачи лазера

Предмет: Физика

Раздел: Оптика, квантовая механика, закон сохранения импульса

Дано:

• Мощность лазера: P = 25000 кВт = 2.5 \times 10^7 Вт
• Энергия одного фотона: E_0 = 7.5 \times 10^{-20} Дж
• Импульс одного фотона: p_0 = 2.5 \times 10^{-28} кг·м/с

Решение:

Сила отдачи лазера определяется по формуле:

 F = \frac{\Delta p}{\Delta t} 

Где \Delta p — изменение импульса за время \Delta t.
Так как лазер испускает фотоны непрерывно, то полный импульс в единицу времени можно выразить через мощность излучения.

Число фотонов, испускаемых лазером в секунду:

 N = \frac{P}{E_0} 

Подставим значения:

 N = \frac{2.5 \times 10^7}{7.5 \times 10^{-20}} = 3.33 \times 10^{26} \text{ фотонов/с} 

Полный импульс, испускаемый лазером в секунду:

 F = N p_0 

Подставим значения:

 F = (3.33 \times 10^{26}) \times (2.5 \times 10^{-28}) 

 F = 8.33 \times 10^{-2} \text{ Н} 

Ответ:

Сила отдачи лазера составляет 0.083 Н.