ملف تدريبي: ضغط الإشعاع على الأسطح العاكسة المثالية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب الضغط المبذول على جسم بواسطة الضوء المنعكس منه.

س١:

أيٌّ من الخطوط التي على التمثيل البياني يوضِّح كيفية تغيُّر الضغط المؤثِّر بواسطة الإشعاع المنعكس عن سطح مقابل شدة الإشعاع؟

  • أالخط الأزرق
  • بالخط البنفسجي
  • جالخط الأخضر
  • دالخط الأرجواني
  • هالخط الأسود

س٢:

ضوء شدته 50.0 W/m2 يتجه نحو سطح عاكس بنسبة 100%. مساحة السطح 2.25 m2. ما مقدار القوة التي يؤثر بها الضوء على السطح؟ استخدم 3.00×10 m/s لقيمة سرعة الضوء في الفراغ.

  • أ7.50×10 N
  • ب3.75×10 N
  • ج1.67×10 N
  • د3.33×10 N
  • ه1.48×10 N

س٣:

وُجِّه ضوء شدته ثابتة نحو سطح عاكس بنسبة 100%. يسقط الضوء على السطح بزاوية، كما هو موضَّح في الشكل. إذا كان 𝜃<90، فهل يُعَد ضغط الإشعاع الناتج عن سقوط الضوء على السطح أكبر من، أم أصغر من، أم يساوي ضغط الإشعاع عندما تكون 𝜃=90؟

  • أيساوي
  • بأقل من
  • جأكبر من

س٤:

يوجد كويكب كبير في مسار تصادمي مع الأرض. كتلة الكويكب تساوي 300‎ ‎000 kg. يمكن أن ينحرف الكويكب عن مساره إذا أُثِّر عليه بقوة مقدارها 0.010 N لمدة 2.0×10 s. إذا استُخدم جهاز ليزر قوي لتسليط ضوء على مساحة 12 m2 من الكويكب، فما شدة الضوء اللازمة لكي ينحرف الكويكب عن مساره باستخدام ضغط الإشعاع؟ افترض أن سطح الكويكب سطح عاكس بنسبة 100%. استخدم القيمة 3.00×10 m/s لسرعة الضوء في الفراغ. وضِّح إجابتك بالصيغة العلمية لأقرب منزلة عشرية.

  • أ3.6×10 W/m2
  • ب2.5×10 W/m2
  • ج2.5×10 W/m2
  • د8.3×10 W/m2
  • ه1.3×10 W/m2

س٥:

وُجِّه ضوء شدته 60 W/m2 إلى سطح عاكس بنسبة 100%. ما الضغط الذي يؤثر به الضوء على السطح؟ استخدم 3×10 m/s لقيمة سرعة الضوء في الفراغ.

  • أ1×10 N/m2
  • ب4×10 N/m2
  • ج1.2×10 N/m2
  • د2.4×10 N/m2
  • ه2×10 N/m2

س٦:

يوضِّح الشكل سطحًا عاكسًا بنسبة 100%‎ موازيًا لأشعة ضوئية شدتها ثابتة تساوي 40 W/m2. سمك السطح مهمل. ما مقدار الضغط الإشعاعي المؤثر على السطح بفعل الضوء؟

س٧:

يوضِّح الشكل تصوُّر فنان لشراع شمسي. الشراع الشمسي عبارة عن لوح رقيق وخفيف وعالي الانعكاسية يُمكِن استخدامه لدفع السفينة الفضائية. يعكس الشراع الشمسي الضوء من نجم قريب، وتؤثِّر قوة محصلة على الشراع نتيجة الضغط الإشعاعي.

إذا انطلقت سفينة فضائية يدفعها شراع شمسي من الأرض، مُبتعِدةً عن الشمس، فما المساحة التي يجب أن تكون للشراع الشمسي ليكون مقدار القوة المؤثِّرة عليه نتيجة الضغط الإشعاعي 1.00 N؟ شدة الضوء القادم من الشمس إلى الأرض 1‎ ‎350 W/m2. افترِض أن كلَّ الضوء الساقط على الشعاع ينعكس. استخدِم القيمة 3.00×10 m/s لسرعة الضوء في الفضاء.

الشراع الشمسي
  • أ1.11×10 m2
  • ب4.44×10 m2
  • ج6.75×10 m2
  • د2.22×10 m2
  • ه1.35×10 m2

س٨:

وُجِّه الضوء المنبعث من جهازَي ليزر إلى سطح عاكس بنسبة 100%. يُنتِج جهاز الليزر (أ) ضوءًا طوله الموجي 500 nm، ويُنتِج جهاز الليز (ب) ضوءًا طوله الموجي 700 nm. يُنتِج جهازا الليزر نفس عدد الفوتونات كل ثانية. أيُّهما يُنتِج ضوءًا يؤثِّر بقوة أكبر على السطح؟

  • أجهاز الليزر (ب)
  • بجهاز الليزر (أ)

س٩:

ما شدة الضوء اللازمة للتأثير بقوة 1.0 N على صفيحة نحاسية لامعة مساحتها 2.5 m2؟ افترض انعكاس جميع الضوء الساقط على الصفيحة النحاسية. استخدم 3.00×10 m/s قيمة سرعة الضوء في الفراغ.

  • أ3.0×10 W/m2
  • ب6 W/m2
  • ج2.4×10 W/m2
  • د1.2×10 W/m2
  • ه3.8×10 W/m2

س١٠:

سُلِّطَ ضوء على سطح عاكس بنسبة 100%. تبلغ مساحة السطح 4.00 m2. يؤثر الضوء بقوة مقدارها 2.00×10 N على السطح. ما شدة الضوء؟ استخدم القيمة 3.00×10 m/s لسرعة الضوء في الفراغ.

  • أ1‎ ‎200 W/m2
  • ب600 W/m2
  • ج150 W/m2
  • د300 W/m2
  • ه75 W/m2

س١١:

وُجِّه ضوء على سطح عاكس بنسبة 100%. يؤثر الضوء بضغط قيمته 3.50×10 N/m2 على السطح. ما شدة الضوء؟ استخدم 3.00×10 m/s قيمة سرعة الضوء في الفراغ.

  • أ525 W/m2
  • ب1‎ ‎050 W/m2
  • ج263 W/m2
  • د58.3 W/m2
  • ه2‎ ‎100 W/m2

س١٢:

يوضِّح الشكل سطحًا عاكسًا بنسبة 100% اصطدم به ضوء شدته ثابتة. سمك السطح يمكن إهماله، ويدور بسرعة زاوية ثابتة. أيٌّ من التمثيلات البيانية الآتية يوضِّح كيف يتغيَّر ضغط الإشعاع على السطح بمرور الزمن؟

  • أ
  • ب
  • ج
  • د
  • ه

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.