ID: 00018713
Современная зелёная лазерная указка обеспечивает генерацию лазерного луча площадью поперечного сечения S = 1 мм² и мощностью P = 0{,}3 Вт. Какая энергия запасена в одном кубическом сантиметре этого луча?
Ответ выразите в нДж.
Источник: ФИПИ
Представь луч как «шланг» света сечением S. Свет летит по нему со скоростью c. Мощность P — это сколько энергии вылетает из торца за секунду. Чтобы понять, сколько энергии «сидит» внутри куска луча объёмом V = 1 см³, найдём, за какое время свет пробегает этот кусок, и умножим мощность на это время.
Длина куска: L = \dfrac{V}{S}. Время пробега: t = \dfrac{L}{c}. Запасённая энергия: W = P\cdot t = P\cdot\dfrac{V}{S\,c}.
Переведём в СИ: V = 1 см³ = 10^{-6} м³, S = 1 мм² = 10^{-6} м².
Длина куска: L = \dfrac{10^{-6}}{10^{-6}} = 1 м.
Время: t = \dfrac{L}{c} = \dfrac{1}{3\cdot10^{8}} \approx 3{,}33\cdot10^{-9} с.
Энергия: W = P\cdot t = 0{,}3\cdot 3{,}33\cdot10^{-9} = 1\cdot10^{-9} Дж = 1 нДж.
Ответ: 1