Feuille d'activités de la leçon : Pression de rayonnement sur des surfaces parfaitement réfléchissantes Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer la pression exercée sur un objet par la lumière réfléchie par celui-ci.

Q1:

Laquelle des courbes du graphique montre comment évolue la pression exercée par un rayonnement réfléchi par une surface, en fonction de l'intensité du rayonnement?

  • Ala courbe bleue
  • Bla courbe violette
  • Cla courbe verte
  • Dla courbe orange
  • Ela courbe noire

Q2:

Une lumière d'intensité (densité surfacique de puissance) égale à 50,0 W/m2 est dirigé vers une surface 100%réfléchissante. La surface a une aire de 2,25 m2. Quelle est la force exercée par la lumière sur la surface? Utilise une valeur de 3,00×10 m/s pour la vitesse de la lumière dans le vide.

  • A7,50×10 N
  • B3,75×10 N
  • C1,67×10 N
  • D3,33×10 N
  • E1,48×10 N

Q3:

Des rayons lumineux d'intensité constante sont dirigés vers une surface réfléchissante à 100%. Les rayons arrivent sur la surface avec un angle comme le montre la figure. Si 𝜃<90, la pression de rayonnement exercée par les rayons sur la surface sera-t-elle supérieure, inférieure ou égale à la pression de rayonnement lorsque 𝜃=90?

  • Aégale
  • Binférieure
  • Csupérieure

Q4:

Un gros astéroïde suit un parcours qui l'amènera en collision avec la Terre. L'astéroïde a une masse de 300‎ ‎000 kg. L'astéroïde peut être dévié si une force de 0,010 N peut y être appliquée pendant 2,0×10 s. Si un laser puissant est utilisé pour faire briller de la lumière sur une surface de 12 m2 de l'astéroïde, quelle est l'intensité de la lumière nécessaire pour dévier l'astéroïde en utilisant la pression de rayonnement? Supposons que la surface de l'astéroïde est à 100% réfléchissante. Utilise une valeur de 3,00×10 m/s pour la vitesse de la lumière dans le vide. Donne ta réponse en notation scientifique, au dixième près.

  • A3,6×10 W/m2
  • B2,5×10 W/m2
  • C2,5×10 W/m2
  • D8,3×10 W/m2
  • E1,3×10 W/m2

Q5:

La figure illustre une plaquette 100% réfléchissante qui est placée parallèlement aux rayons lumineux d'intensité constante et égale à 40 W/m2. L'épaisseur de la plaquette est négligeable. Quelle est la pression de radiation sur la surface due à la lumière?

Q6:

Une lumière de 60 W/m2 est dirigé vers une surface 100% réfléchissante. Quelle est la pression exercée par la lumière sur la surface? Utilise une valeur de 3×10 m/s pour la vitesse de la lumière dans le vide.

  • A1×10 N/m2
  • B4×10 N/m2
  • C1,2×10 N/m2
  • D2,4×10 N/m2
  • E2×10 N/m2

Q7:

L'image illustre une conception artistique d'une voile solaire. Une voile solaire est une fine membrane qui, légère et hautement réfléchissante, pourrait être utilisée comme moyen de propulsion pour un vaisseau spatial. La voile solaire réfléchit la lumière d’une étoile proche, il en résulte une poussée nette exercée sur la voile due aux quantités de mouvement reçues du rayonnement.

Si un vaisseau spatial propulsé par une voile solaire quitte la Terre en s'éloignant du Soleil, quelle doit être l'aire de la voile solaire pour que la force exercée par la pression de rayonnement soit égale à 1,00 N? L'irradiance de la lumière du Soleil au niveau de la Terre est de 1‎ ‎350 W/m2. On suppose que toute la lumière incident sur la voile est réfléchie. Utilise une valeur de 3,00×10 m/s pour la vitesse de la lumière dans le vide.

Voile solaire
  • A1,11×10 m2
  • B4,44×10 m2
  • C6,75×10 m2
  • D2,22×10 m2
  • E1,35×10 m2

Q8:

La lumière provenant de deux lasers est dirigée vers une surface 100% réfléchissante. Le laser A produit de la lumière à 500 nm, le laser B produit de la lumière à 700 nm. Les deux lasers produisent le même nombre de photons par seconde. Quel laser exerce la plus grande force sur la surface?

  • Alaser B
  • Blaser A

Q9:

Quelle irradiance de lumière serait nécessaire pour exercer une force de 1 1,0 N sur une plaque de cuivre poli avec une aire de 2,5 m2? Supposons que toute la lumière incidente sur la plaque de cuivre est réfléchie. Utilise une valeur de 3,00×10 m/s pour la vitesse de la lumière dans le vide.

  • A3,0×10 W/m2
  • B6 W/m2
  • C2,4×10 W/m2
  • D1,2×10 W/m2
  • E3,8×10 W/m2

Q10:

La lumière est dirigée vers une surface 100% réfléchissante. La surface a une aire de 4,00 m2. La lumière exerce une force de 2,00×10 N sur la surface. Quelle est l'intensité de la lumière? Utilise une valeur de 3,00×10 m/s pour la vitesse de la lumière dans le vide.

  • A1‎ ‎200 W/m2
  • B600 W/m2
  • C150 W/m2
  • D300 W/m2
  • E75 W/m2

Cette leçon comprend 20 questions additionnelles et 46 variantes de questions additionnelles pour les abonnés.

Nagwa utilise des cookies pour vous garantir la meilleure expérience sur notre site. En savoir plus sur notre Politique de Confidentialité.