Question

एक समतल सतह पर अभिलम्बतः आपतित, संचरित क्षमता \(P\) वाले, फोटॉनों के एकवर्णी किरण पुंज का विचार करें। इस आपतित पुंज का 10% भाग अवशोषित हो जाता है, 10% भाग पारगमित हो जाता है और शेष भाग सतह के द्वारा परावर्तित हो जाता है। यदि प्रकाश का वेग \(c\) हो तो इस सतह पर पुंज के द्वारा कितना बल लग रहा है?

• A. \(1.7 \frac{P}{c}\)
• B. \(1.8 \frac{P}{c}\)
• C. \(1.6 \frac{P}{c}\)
• D. \(0.9 \frac{P}{c}\)

Hint:

पूर्ण परावर्तन के मामले में संवेग परिवर्तन दोगुना (\(2p\)) होता है, जबकि पूर्ण अवशोषण में यह केवल \(p\) होता है। पारगमन (transmission) में संवेग परिवर्तन शून्य होता है।

Answer 1

The Correct Option is A

Step 1: प्रश्न को समझना।
क्षमता (power) $P$ का एकवर्णी प्रकाश-पुंज अभिलंबवत आपतित है। $10\%$ अवशोषित, $10\%$ पारगमित, शेष $80\%$ परावर्तित होता है। सतह पर बल चाहिए। बल $=$ प्रति सेकंड संवेग-परिवर्तन।
Step 2: कुल आपतित संवेग दर।
प्रकाश का प्रति सेकंड संवेग $p_0=\dfrac{P}{c}$।
Step 3: अवशोषित भाग।
$10\%$ अवशोषित पूरा संवेग सतह को देता है: बल $=0.1\,\dfrac{P}{c}$।
Step 4: पारगमित भाग।
$10\%$ बिना दिशा बदले निकल जाता है, संवेग-परिवर्तन शून्य, बल $=0$।
Step 5: परावर्तित भाग।
$80\%$ परावर्तन में संवेग उलट जाता है, अतः परिवर्तन दोगुना: बल $=2\times0.8\,\dfrac{P}{c}=1.6\,\dfrac{P}{c}$।
Step 6: कुल बल। \[ F=0.1\frac{P}{c}+0+1.6\frac{P}{c}=1.7\frac{P}{c}. \]
\[ \boxed{\text{$1.7 \frac{P}{c}$}} \]