Determine a pressão da radiação
exercida por um laser de potência média 3.0 mW que incide em uma tela circular de diâmetro
, que reflete
da luz incidente.
(Solução:
)
(Solução:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente calcular a pressão da radiação
que um laser exerce numa tela. Estamos lidando com física de radiação e pressão de radiação. Para resolver, vamos precisar saber a potência do laser, o diâmetro da tela e a porcentagem da luz que é refletida.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é pressão da radiação. Ela é a força por unidade de área que a luz exerce sobre uma superfície. Quando a luz bate e é refletida, ela transfere mais momentum, aumentando a pressão.
Passo 3
Vamos começar calculando a área da tela circular. O diâmetro
é 2.0 mm, então o raio
é metade disso:
A área
de um círculo é dada por:
Passo 4
Agora, vamos considerar a potência do laser, que é 3.0 mW (miliwatts):
Como 70% da luz é refletida, a potência refletida
é:
Passo 5
A pressão da radiação quando a luz é refletida é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a potência refletida, -
é a velocidade da luz ( ), -
é a área da tela.
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos calcular:
Arredondando, temos aproximadamente
.
Resposta
A pressão da radiação exercida pelo laser é
.
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no intervalo
se escreve
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, onde
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