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Vidéo question :: Détermination de la pression de rayonnement sur une surface parallèle aux rayons entrants de la lumière Physique • Troisième année secondaire

La figure montre une surface réfléchissante à 100%, parallèle aux rayons lumineux d’une intensité constante de 40 W/m². L’épaisseur de la surface est négligeable. Quelle est la pression de rayonnement sur la surface due à la lumière ?

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Transcription de la vidéo

La figure montre une surface réfléchissante de 100 pour cent qui est parallèle aux rayons lumineux avec une intensité constante de 40 watts par mètre carré. L’épaisseur de la surface est négligeable. Quelle est la pression de rayonnement sur la surface due à la lumière ?

L’énoncé de notre problème nous indique l’intensité de ces rayons de lumière entrants. Si nous avions une surface d’un mètre carré, alors 40 watts de puissance, ou 40 joules d’énergie par seconde, tomberaient sur cette surface. Notez cependant que cela ne se produirait que si la surface était orientée perpendiculairement aux rayons de lumière, c’est-à-dire si la surface ressemblait à ceci d’une vue latérale. Nous pouvons voir que la raison pour laquelle la surface doit être orientée de cette façon pour qu’une puissance totale de 40 watts tombe sur chaque mètre carré est parce que c’est dans cette orientation de la surface qu’elle est entièrement exposée aux rayons de lumière.

Si la surface était plutôt inclinée selon un angle inférieur à 90 degrés, elle recevrait moins de rayons lumineux. Si c’était sous un angle encore plus petit, il recevrait encore moins de rayons. Et comme exemple extrême, si la surface était à zéro degré, c’est-à-dire parallèle à nos rayons de lumière entrants, alors aucun de ces rayons de lumière n’atterrirait sur la surface. Par conséquent, aucune particule de lumière, les photons, ne se poserait sur la surface. Et donc, il n’y aurait pas de pression de rayonnement.

Rappelant que la pression est définie comme une force étalée sur une aire, nous savons que la pression de rayonnement aura des unités de force, les newtons, disons, divisés par des unités d’aire, par exemple des mètres carrés. Pour une surface comme celle que nous avons ici, qui est parallèle aux rayons de lumière entrants, puisqu’aucun de ces rayons ne se pose sur la surface, la surface subit une pression de rayonnement de zéro newton par mètre carré.

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