บทที่ 19 · ฟิสิกส์อะตอมและควอนตัมฟิสิกส์
Problem 19.34
หัวข้อ: ความดันรังสี (Radiation Pressure)
ความเข้มแสงดวงอาทิตย์ที่ผิวโลกมีค่าประมาณ 1,370 W/m² ถ้าสมมติว่าดูดกลืน แสงที่ตกกระทบได้ทั้งหมด จงหาขนาดแรงเฉลี่ยที่แสงอาทิตย์กระทำต่อโลก และ เปรียบเทียบแรงดังกล่าวกับแรงดึงดูดระหว่างมวลที่ดวงอาทิตย์กระทำต่อโลก เมื่อโลก มีรัศมีประมาณ 6.37×10⁶ m, โลกมีมวลประมาณ 5.98×10²⁴ kg, ดวงอาทิตย์มี มวลประมาณ 1.991×10³⁰ kg และระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ประมาณ 1.496×10¹¹ m?
คำตอบ
∴ แรงดันรังสีจากดวงอาทิตย์น้อยกว่าแรงดึงดูดระหว่างมวลจากดวงอาทิตย์มากๆ \(\;\blacksquare\)
∴ แรงดันรังสีจากดวงอาทิตย์น้อยกว่าแรงดึงดูดระหว่างมวลจากดวงอาทิตย์มากๆ \(\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
กำหนดให้ \(I = 1,370 W/m^{2}, f = 0, r = 6.37\times 10^{6} m,\)
\(m = 5.98\times 10^{24} kg, M = 1.991\times 10^{30} kg\) และ \(R = 1.496\times 10^{11} m\)
จาก \(P = \frac{(f + 1)I}{c}\)
\(\frac{|\vec{F}|}{A}=\frac{(f + 1)I}{c}; P =\frac{|\vec{F}|}{A}\)
\(|\vec{F}| =\frac{(f + 1)IA}{c}\)
\(|\vec{F}| =\frac{(f + 1)I\pi r^{2}}{c}= 0.582 GN \;\blacksquare\)
พิจารณา \(\frac{|\vec{F}|}{|\vec{F_{G}}|}=\frac{|\vec{F}|}{\frac{GMm}{R^{2}}}\)
\(\frac{|\vec{F}|}{|\vec{F_{G}}|}=\frac{|\vec{F}|R^{2}}{GMm}= 1.10\times 10^{-25}\)
∴ แรงดันรังสีจากดวงอาทิตย์น้อยกว่าแรงดึงดูดระหว่างมวลจากดวงอาทิตย์มากๆ \(\;\blacksquare\)