Ответьте на вопросы, страница 135 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

Можно ли утверждать, что сила Лоренца является силой давления света?

Утверждать, что сила Лоренца является силой давления света, не совсем корректно, поскольку это понятия, описывающие явления разного масштаба. Однако сила давления света находит свое объяснение именно через действие силы Лоренца на микроскопическом уровне.

Сила Лоренца — это сила, действующая на отдельную заряженную частицу с зарядом $\text{q}$, которая движется со скоростью $\vec{v}$ в электромагнитном поле. Поле характеризуется напряженностью электрического поля $\vec{E}$ и индукцией магнитного поля $\vec{B}$. Формула для силы Лоренца имеет вид:

$\vec{F}_Л = q\vec{E} + q[\vec{v} \times \vec{B}]$

Эта сила складывается из электрической составляющей $q\vec{E}$ и магнитной составляющей $q[\vec{v} \times \vec{B}]$.

Сила давления света — это макроскопическая сила, с которой электромагнитное излучение (свет) действует на вещество. Она возникает из-за того, что свет, обладающий импульсом, передает его телу при поглощении или отражении.

Связь между этими явлениями заключается в следующем. Свет — это электромагнитная волна. Когда она падает на вещество, ее переменное электрическое поле $\vec{E}$ вызывает вынужденные колебания заряженных частиц в веществе (в основном, электронов). В результате эти частицы приобретают некоторую скорость $\vec{v}$.

На эти движущиеся заряды начинает действовать магнитное поле $\vec{B}$ той же самой световой волны. Согласно формуле, возникает магнитная компонента силы Лоренца $q[\vec{v} \times \vec{B}]$. Направление векторов $\vec{E}$, $\vec{B}$ и направления распространения волны таково, что результирующая сила Лоренца, действующая на колеблющиеся заряды, в среднем направлена в сторону распространения света. Эта сила "толкает" частицы, а вместе с ними и все тело.

Таким образом, сила светового давления является результатом суммарного, усредненного действия силы Лоренца на все заряженные частицы вещества, вовлеченные во взаимодействие со светом. Поэтому, хотя эти понятия не тождественны, одно является причиной другого.

Ответ: Утверждать, что сила Лоренца является силой давления света, неверно. Сила Лоренца — это фундаментальная сила, действующая на отдельный заряд в электромагнитном поле. Сила давления света — это макроскопический эффект, который является результатом усреднённого действия силы Лоренца на множество заряженных частиц в веществе под воздействием электромагнитного поля световой волны. Таким образом, сила давления света — это следствие проявления силы Лоренца.