SATHEE: electromagnetic-waves Question 2

रे प्रकाशिकी और ऑप्टिकल उपकरण

Question: Q. 2. Light with an energy flux of $20 W / {cm}^{2}$ falls on a non-reflecting surface at normal incidence. If the surface has an area of $30 {cm}^{2}$ , the total momentum delivered (for complete absorption) during 30 minutes is (a) $36 \times 10^{- 5} kg m / s$ . (c) $108 \times 10^{4} k g m / s$ . (b) $36 \times 10^{- 4} kg m / s$ . (d) $1.08 \times 10^{7} kg m / s$ .

[NCERT Exemplar]

Show Answer

Solution:

Ans. Correct option : (b)

Explanation: Energy flux $= ϕ = 20 W / {cm}^{2}$

Area $A = 30 {cm}^{2}$ , time $t = 30 \times 60 \sec$

$U =$ Total energy falling in $t \sec$

$=$ Energy flux $\times$ Area $\times$ time $= ϕ A t$

$U = 20 \times 30 \times 30 \times 60 J$

Momentum of the incident light

$= \frac{U}{c} = \frac{20 \times 30 \times 30 \times 60}{3 \times 10^{8}} = 36 \times 10^{- 4} kg - {ms}^{- 1}$

As no reflection from the surface and for complete absorption so momentum of reflected radiation is zero.

Momentum delivered to surface

$\begin{aligned} = Change in momentum & = p_{f} - p_{i} = 0 - 36 \times 10^{- 4} kgm / s & = - 36 \times 10^{- 4} kg m / s \end{aligned}$

(-) sign shows the direction of momentum.

रे प्रकाशिकी और ऑप्टिकल उपकरण

विषयसूची

इंजीनियरिंग की तैयारी

चिकित्सा तैयारी

एनसीईआरटी पुस्तकें और समाधान

महत्वपूर्ण संसाधन

अन्य संसाधन

पाठ्यक्रम

परीक्षा मंच

नमूना मॉक टेस्ट

सदस्यता

एनसीईआरटी व्यायाम वीडियो समाधान

रे प्रकाशिकी और ऑप्टिकल उपकरण

विषयसूची

इंजीनियरिंग की तैयारी

चिकित्सा तैयारी

एनसीईआरटी पुस्तकें और समाधान

महत्वपूर्ण संसाधन

अन्य संसाधन

पाठ्यक्रम

परीक्षा मंच

नमूना मॉक टेस्ट

सदस्यता

एनसीईआरटी व्यायाम वीडियो समाधान

Menu