Determine a pressão da radiação Pr exercida por um laser de potência média 3.0 mW que incide em uma tela circular de diâmetro d=2.0 mm, que reflete 70 % da luz incidente.
(Solução: Pr=5,4 times 10^-6 N / m^2 )

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente calcular a pressão da radiação que um laser exerce numa tela. Estamos lidando com física de radiação e pressão de radiação. Para resolver, vamos precisar saber a potência do laser, o diâmetro da tela e a porcentagem da luz que é refletida.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é pressão da radiação. Ela é a força por unidade de área que a luz exerce sobre uma superfície. Quando a luz bate e é refletida, ela transfere mais momentum, aumentando a pressão.

Passo 3

Vamos começar calculando a área da tela circular. O diâmetro r = d2 = 2.0 , mm2 = 1.0 , mm = 1.0 times 10^-3 , m é 2.0 mm, então o raio A = pi r^2 = pi (1.0 times 10^-3)^2 = pi times 10^-6 , m^2 é metade disso:
A área de um círculo é dada por:

Passo 4

Agora, vamos considerar a potência do laser, que é 3.0 mW (miliwatts):
P = 3.0 , mW = 3.0 times 10^-3 , W
Como 70% da luz é refletida, a potência refletida Pr = 0.70 times P = 0.70 times 3.0 times 10^-3 = 2.1 times 10^-3 , W é:

Passo 5

A pressão da radiação quando a luz é refletida é dada pela fórmula:
Pr = 2PrcA
Onde:
  • Pr = 2 times 2.1 times 10^-33.0 times 10^8 times pi times 10^-6 é a potência refletida,
  • é a velocidade da luz ( ),
  • é a área da tela.
Substituindo os valores:

Passo 6

Agora, vamos calcular:
Pr = 4.2 times 10^-33.0 times 10^8 times 3.1416 times 10^-6
Pr = 4.2 times 10^-39.4248 times 10^2
Pr approx 4.455 times 10^-6 , N/m^2
Arredondando, temos aproximadamente .

Resposta

A pressão da radiação exercida pelo laser é .

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