光子 光圧

質問

振動数ν(Hz)の光が毎秒Ｌ(J)の割合で板に垂直に当たっているものとする
板が光を完全に反射する場合の板の受ける力は何Nか
光子の運動量をhν/c(kg・m/s)とする

解き方を教えてください

回答No.1

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk） · ベストアンサー

振動数νの光子のエネルギーEは、E=hν

光子数は、毎秒L/hν[個]
光子の運動量を完全に反射すると、入射方向とは反対にhν/cの運動量を返さなければならないので、板は2hν/cの運動量を受ける。
1秒間にL/hν[個]だから、毎秒(L/hν)(2hν/c)=2L/c[kg・m/s]→2L/c[kg・m/s^2]=2L/c[N]

F=∂p/∂tより。

補足

4つほど質問があります
1秒間にL/hνだから(L/hν)(2hν/c)は1秒あたりの光子の運動量の合計ってことですか？
2L/c[kg・m/s]→2L/c[kg・m/s^2]=2L/c[N]というのがありますが矢印の意味は何ですか？
F=∂p/∂tよりというのは(L/hν)(2hν/c)にかかっているのですか？
なぜ偏微分記号になっているのですか？
できたら教えてください

回答No.2

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

>1秒間にL/hνだから(L/hν)(2hν/c)は1秒あたりの光子の運動量の合計ってことですか？
そうです。

>2L/c[kg・m/s]→2L/c[kg・m/s^2]=2L/c[N]というのがありますが矢印の意味は何ですか？
毎秒2L/c[kg・m/s]の"毎秒"を単位の中に入れるという意味で矢印を入れました。

>F=∂p/∂tよりというのは(L/hν)(2hν/c)にかかっているのですか？
次元で考えると、[N]=[kg・m/s^2]になるという事を表したかっただけです。普通、物理的な基本式は組み立て単位の代表として使われます。

>なぜ偏微分記号になっているのですか？
あまり意識しなかったので、表現にわかりにくいところがあったと思いますが、時間に限った微分であるという意味です。
普通はdp/dtと書きますね。

お礼

よく分かりました
ありがとうございました