30 солнечные лучи на землю под углом ϕ =75 °к её поверхности. найди, под каким углом к горизонту нужно расположить зеркало, для того чтобы солнечные лучи отражались вертикально вниз.
Добрый день! Для решения этого вопроса нужно знать несколько основных понятий из области электростатики.
Первое понятие - разность потенциалов. Разность потенциалов (обозначается буквой V) между двумя точками в электрическом поле равна работе, которую необходимо совершить внешней силе для перемещения единичного положительного заряда между этими точками.
Второе понятие - работа, совершаемая при перемещении заряда в электрическом поле. Работа (обозначается буквой W) равна произведению силы, действующей на заряд, на расстояние перемещения заряда в направлении силы.
Третье понятие - величина заряда. Заряд (обозначается буквой q) измеряется в Кулонах (Кл) и показывает, насколько объект электрически заряжен относительно некоторой точки отсчета.
Теперь перейдем к решению. У нас есть значение совершенной работы W (18·10^-4 Дж) и значение перемещенного заряда q (4 мкКл). Мы должны найти разность потенциалов V между двумя точками электрического поля.
Формула, связывающая работу, заряд и разность потенциалов, выглядит следующим образом:
W = q * V
Подставив известные значения, получаем:
18·10^-4 Дж = (4·10^-6 Кл) * V
Для решения удобнее перевести все в одну систему единиц. Дж и Кл имеют одну размерность, поэтому получаем:
18·10^-4 Кл = 4·10^-6 Кл * V
Теперь разделим обе части равенства на 4·10^-6 Кл:
V = (18·10^-4 Кл) / (4·10^-6 Кл)
V = 4.5·10^1 Кл / 4·10^-6 Кл
V = 4.5·10^1 Кл * 10^6 Кл / 4 Кл
V = 4.5·10^7 Кл / 4 Кл
V = 1.125·10^7 Кл
Итак, разность потенциалов между двумя точками электрического поля равна 1.125·10^7 Кл.
Для решения задачи нам нужно использовать формулу для давления света на поверхность, которая выглядит следующим образом:
P = (2 * F) / c
Где P - давление света на поверхность, F - поток фотонов, c - скорость света.
У нас уже дано значение давления P = 1,43 Па и коэффициент отражения R = 0,8.
Чтобы найти поток фотонов F, мы можем использовать формулу:
F = (P * c) / (2 * R)
Теперь нам нужно знать значение скорости света c. Согласно физическим константам, скорость света в вакууме составляет примерно 3 * 10^8 м/с.
Теперь мы можем подставить все значения в формулу и решить задачу:
F = (1,43 * 3 * 10^8) / (2 * 0,8) ≈ 2,145 * 10^8 Вт/м^2
Теперь мы знаем значение потока фотонов F, но нам нужно определить его концентрацию вблизи поверхности.
Концентрацию фотонов можно найти, зная, что каждый фотон имеет энергию E, связанную с длиной волны λ следующим образом:
E = h * c / λ
Где h - постоянная Планка (приближенное значение равно 6,626 * 10^-34 Дж*с).
Для нахождения концентрации фотонов N мы можем использовать формулу:
N = F / E
Теперь заменим параметры в формуле:
N = (2,145 * 10^8) / (6,626 * 10^-34 * 3 * 10^8 / 0,5 * 10^-6) ≈ 2,045 * 10^27 фотонов/м^3
Итак, концентрация фотонов вблизи поверхности равна примерно 2,045 * 10^27 фотонов/м^3.
Надеюсь, это понятное объяснение помогло вам разобраться с задачей. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь спрашивать!