บทที่ 19 · ฟิสิกส์อะตอมและควอนตัมฟิสิกส์
Problem 19.37 Challenge
หัวข้อ: ความดันรังสี (Radiation Pressure)
วัตถุครึ่งทรงกลมตันมวล m รัศมี r ด้านผิวโค้งสะท้อนแสง 40% และด้านผิว วงกลม (ด้านตรงข้ามผิวโค้ง) สะท้อนแสง 60% เดิมอยู่นิ่ง ได้มีการยิงแสงความเข้ม I ซึ่งเป็นแสงขนานเข้าใส่วัตถุทางด้านผิววงกลม a) จงหาขนาดความเร่งของวัตถุ? b) ผิวโค้งจะต้องแผ่รังสีออกมาด้วยความเข้มเท่าใด จึงทำให้วัตถุนี้อยู่นิ่งดังเดิม? c) ถ้าผิวโค้งไม่มีการแผ่รังสีออกมา จะต้องยิงแสงขนานความเข้มเท่าใด เข้าใส่ทาง ด้านผิวโค้งวัตถุนี้อยู่นิ่งดังเดิม?
คำตอบ
\(I' =\frac{8I}{7}\;\blacksquare\)
\(I' =\frac{8I}{7}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
a) จาก \(|Σ\vec{F}| = m|\vec{a}|\)
Fผิววงกลม= m|a⃑|
PผิววงกลมAผิววงกลม= m|a⃑|
\((\frac{(0.6 + 1)I}{c})(\pi r^{2}) = m|\vec{a}|\to |\vec{a}| =\frac{1.6I\pi r^{2}}{mc}\;\blacksquare\)
b) จาก Fผิววงกลม= Fผิวครึ่งทรงกลม
PผิววงกลมAผิววงกลม= Pผิวครึ่งทรงกลมAผิวครึ่งทรงกลม
\((\frac{(0.6 + 1)I}{c})(\pi r^{2}) = (\frac{(1 + 0)I'}{c})(\frac{4\pi r^{2}}{2})\)
\(I' = 0.8I \;\blacksquare\)
c) จาก Fผิววงกลม= Fผิวครึ่งทรงกลม
PผิววงกลมAผิววงกลม= Pผิวครึ่งทรงกลมAผิวครึ่งทรงกลม
\((\frac{(0.6 + 1)I}{c})(\pi r^{2}) = (\frac{(0.4 + 1)I'}{c})(\pi r^{2})\)
\(I' =\frac{8I}{7}\;\blacksquare\)