Определить давление света на стенки электрической 150-ваттной лампочки, принимая, что вся потребляемая мощность идет на излучение, и стенки лампочки отражают 15% падающего на них света. Считать лампочку сферическим сосудом радиуса 4 см. Ответ выразить в мкПа.
Для определения давления света на стенки лампочки можно использовать формулу давления света, которая основана на количестве света, поглощаемого и отражаемого стенками.
1. **Сначала находим общую мощность света, излучаемого лампочкой:**
Для лампочки мощностью 150 Вт, если вся мощность идет на излучение, то:
\[
P = 150 \, \text{Вт}
\]
2. **Определим мощность, отражаемую стенками:**
Так как стенки отражают 15% падающего на них света, то 85% падающего света будет поглощаться (или теряться). Следовательно, мощность, отражаемая стенками, составит:
\[
P_{\text{отраж}} = 0,15 \cdot 150 = 22,5 \, \text{Вт}
\]
3. **Поскольку 85% мощности поглощается, будет происходить давление от этой поглощенной мощности:**
\[
P_{\text{поглощ}} = 0,85 \cdot 150 = 127,5 \, \text{Вт}
\]
4. **Теперь мы используем формулу давления света. Давление света \( P_{light} \) (давление от поглощенного света) можно определить по формуле:**
\[
P_{light} = \frac{2 \cdot P_{\text{поглощ}}}{A}
\]
где \( P_{\text{поглощ}} \) — мощность поглощенного света, а \( A \) — площадь поверхности (стенки лампочки).
5. **Найдем площадь поверхности лампочки:**
Лампочка имеет форму сферы. Площадь поверхности сферы рассчитывается по формуле:
\[
A = 4 \pi r^2
\]
где \( r = 0,04 \, \text{м} \) (4 см):
\[
A = 4 \pi (0,04)^2 = 4 \pi (0,0016) \approx 0,0201 \, \text{м}^2
\]
6. **Теперь подставим значения в формулу для давления света:**
\[
P_{light} = \frac{2 \cdot 127,5}{0,0201} \approx \frac{255}{0,0201} \approx 12668 \, \text{Па}
\]
7. **Преобразуем Паскали в микропаскали:**
\[
P_{light} \approx 12668 \, \text{Па} = 12668000 \, \text{мкПа}
\]
Таким образом, давление света на стенки лампочки составляет примерно **12668000 мкПа**.
