Strahlungsdruck?
Hallo,
ich hätte mal eine Frage zum Strahlungsdruck. In meiner Hausaufgabe soll ich den Strahlungsdruck P berechnen, den Photonen auf eine Fläche ausüben. Dabei ist eine der Sonne zugewandte Fläche A gegeben, die vollständig verspiegelt ist und innerhalb einer Zeit t treffen n Photonen mit einer Wellenlänge auf diese Fläche.
Mein Ansatz wäre zu erst die Energie eines einzelnen Photons zu bestimmen mit E = h * c / λ. Danach die Gesamtenergie mit der Anzahl der Photonen zu bestimmen und am Ende die Gesamtenergie durch die Fläche zu teilen. Ist meine Herangehensweise so richtig oder habe ich irgendwelche Fehler?
LG Klaus
3 Antworten
Ihre Herangehensweise ist im Allgemeinen richtig. Sie können den Strahlungsdruck berechnen, indem Sie die Energie der Photonen auf die Fläche pro Zeiteinheit bestimmen und diese dann durch die Fläche teilen.
Der erste Schritt besteht darin, die Energie eines einzelnen Photons mit der gegebenen Wellenlänge λ zu bestimmen, wie Sie bereits erwähnt haben: E = h * c / λ, wobei h das Plancksche Wirkungsquantum und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Der nächste Schritt besteht darin, die Gesamtenergie aller n Photonen zu bestimmen, die innerhalb der Zeit t auf die Fläche treffen. Hier multiplizieren Sie die Energie eines einzelnen Photons mit der Anzahl der Photonen: Gesamtenergie = n * E.
Schließlich teilen Sie die Gesamtenergie durch die Fläche A, um den Strahlungsdruck P zu erhalten: P = Gesamtenergie / A.
Beachten Sie, dass der Strahlungsdruck ein Vektor ist und normalerweise senkrecht zur Fläche gerichtet ist. Wenn Sie den Betrag des Strahlungsdrucks berechnen möchten, verwenden Sie den absoluten Wert des resultierenden Vektors.
Es ist wichtig zu beachten, dass dies eine vereinfachte Herangehensweise ist und einige Annahmen enthält. In der Realität kann der Strahlungsdruck von zusätzlichen Faktoren wie der Reflexions- und Absorptionsfähigkeit der Fläche beeinflusst werden. Darüber hinaus können relativistische Effekte bei sehr hohen Energien eine Rolle spielen.
Ihre Herangehensweise ist richtig. Der Strahlungsdruck ist der Druck, der durch absorbierte, emittierte oder reflektierte elektromagnetische Strahlung auf eine Fläche wirk. Die Kraft die die Photonen beim Aufprall auf eine Fläche ausüben, ist abhängig vom Impuls der Photonen. Der Impuls lässt sich dabei über die Energie der Photonen berechnen. Die Energie eines Photons ergibt sich über die Frequenz der Strahlung bzw. über deren Wellenlänge.
Ihre Formel zur Berechnung des Strahlungsdrucks ist korrekt. Sie können die Gesamtenergie mit der Anzahl der Photonen bestimmen und am Ende die Gesamtenergie durch die Fläche teilen.
Du suchst die Kraft F.
Versuche es mit dem Impuls p und der Formel F = p/t