Vidéo question :: Détermination de la pression de rayonnement relative sur une surface non perpendiculaire aux rayons de lumière incidents Physique

Transcription de la vidéo

Une lumière d’intensité constante est dirigée vers une surface 100 pour cent réfléchissante. La lumière frappe la surface avec un certain angle, comme le montre la figure. Si 𝜃 est inférieur à 90 degrés, la pression de rayonnement exercée par la lumière sur la surface sera-t-elle supérieure, inférieure ou égale à la pression de rayonnement lorsque 𝜃 est égal à 90 degrés ?

Sur notre figure, nous voyons que des rayons de lumière parallèles sont incidents sur une surface. La surface est orientée selon un angle 𝜃 par rapport à ces rayons de lumière, et nous voyons que 𝜃 est en effet inférieur à 90 degrés. Nous voulons comparer la pression de rayonnement sur la surface à un angle 𝜃 à la pression de rayonnement qui serait sur la même surface si l’angle de 𝜃 était égal à 90 degrés. Nous pouvons comprendre ce terme de pression de rayonnement un peu plus facilement en pensant à la lumière non pas comme une onde, mais plutôt comme une particule. Si la lumière est une particule et que nous pouvons appeler ces particules des photons, alors des rayons parallèles de lumière qui sont incidents sur une surface peuvent être assimilés à disons, beaucoup des balles de ping-pong ou des balles de tennis que nous jetterions sur cette surface.

Chaque collision qui se produit lorsqu’un photon atteint une surface puis en rebondit, comme dans le cas d’une surface 100 pour cent réfléchissante, contribue à la pression de rayonnement globale de cette lumière sur la surface. Plus il y a de particules qui rebondissent sur une surface dans un certain laps de temps, plus la pression de rayonnement est élevée. Notez que lorsque nos rayons de lumière et notre surface sont à 90 degrés les uns des autres, comme c’est le cas sur notre figure, cela crée la surface maximale à laquelle la lumière peut avoir un impact et donc contribue à la pression de rayonnement. À l’extrême opposé, si nous tournions notre surface de 90 degrés, la surface et les rayons seraient parallèles et aucune lumière ne se poserait sur la surface. Parce qu’il n’y aurait pas de particules rebondissant sur la surface, la pression de rayonnement sur celle-ci serait nulle.

Nous voyons alors que lorsqu’une surface est orientée à 90 degrés par rapport aux rayons lumineux incidents, la pression de rayonnement sur celle-ci est maximale. Et lorsque, en revanche, elle est parallèle à ces rayons incidents, la pression de rayonnement est minimale ; c’est zéro. Cela signifie que si nous pensons qu’une surface est orientée selon un angle inférieur à 90 degrés par rapport aux rayons lumineux incidents, la pression de rayonnement exercée par la lumière sur cette surface sera inférieure à la pression de rayonnement lorsque 𝜃 est de 90 degrés. Nous avons vu cela en regardant nos deux cas limites, lorsque 𝜃 est égal à 90 degrés et lorsque 𝜃 est égal à zéro degré.