Um laser de demonstração tem uma saída média com a potência de 0.9 mW e um diâmetro de feixe de 1.2 mm . Qual a força exercida sobre um feixe sobre (a) uma superfície negra
absorvedora, e
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um laser que emite uma potência média de 0,9 mW e um diâmetro de feixe de 1,2 mm. A questão pergunta qual é a força exercida desse feixe sobre uma superfície negra que absorve 100% da luz. Vamos precisar usar conceitos de pressão da radiação e algumas fórmulas básicas da física para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é pressão da radiação. Quando a luz (ou qualquer radiação eletromagnética) incide sobre uma superfície, ela pode transferir momento para essa superfície, gerando uma força. A quantidade dessa força depende da potência da luz e da rapidez com que ela está viajando.
Passo 3
A fórmula que relaciona a força
exercida pela luz sobre uma superfície totalmente absorvente é:
onde:
-
é a potência da luz, -
é a velocidade da luz no vácuo, aproximadamente .
Passo 4
Vamos identificar os valores que temos:
- A potência
é de 0,9 mW. Precisamos converter isso para watts:
- A velocidade da luz
é .
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula para encontrar a força
:
Passo 6
Fazendo a conta:
Resposta
A força exercida pelo feixe de laser sobre a superfície negra que absorve 100% da luz é de
.