Кусочек металлической фольги массой 1 мг освещается лазерным импульсом мощностью 15 Вт и длительностью 0,5 с. Свет падает нормально плоскости фольги и полностью отражается от нее в обратном направлении. Определить скорость, приобретенную фольгой в результате действия света.

Для решения задачи нам нужно учесть, что лазерный импульс передает фольге импульс света, который создает изменение скорости. При этом важно помнить, что свет полностью отражается, а значит, его импульс передается фольге в двойном размере.

Дано:

• Масса фольги: $m = 1 \, \text{мг} = 1 \cdot 10^{-6} \, \text{кг}$,
• Мощность лазера: $P = 15 \, \text{Вт}$,
• Длительность импульса: $\Delta t = 0,5 \, \text{с}$.

Свет полностью отражается, значит, при изменении импульса учтем удвоение.

Шаг 1. Энергия лазерного импульса

Энергия излучения лазера за время $\Delta t$ равна:

Подставляем:

Шаг 2. Импульс света

Импульс света можно найти через энергию излучения, так как импульс и энергия связаны соотношением:

где $c = 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с}$ — скорость света. Подставляем значение энергии:

Так как свет полностью отражается, переданный фольге импульс увеличивается вдвое:

Шаг 3. Скорость фольги

Изменение импульса фольги связано с её массой и скоростью по формуле:

Выразим скорость $v$:

Подставляем значения:

Ответ:

Фольга приобретает скорость $v = 0,05 \, \text{м/с}$ в результате действия лазерного импульса.