Ćwiczenie: Dla fali o długości 500nm w próżni policzyć częstość (częstotliwość) drgań wektora E (B). GENERACJA I DETEKCJA FAL EM Fale radiowe Fale EM widzialne Promieniowanie THz Detektor: Czułość Zakres spektralny Szybkość

Energy of EM waves STOP: The idea of work is not related to the pressure of light! The darker side of the vane is heated faster than the light one, The pressure difference causes the vane to move cold (light) side forward.

Energy of EM waves EM waves carry momentum too, EM waves can exert a pressure on an object, The flow rate of momentum is a pressure, Crooks radiometer also known as the light mill, consists of an airtight glass bulb, containing a partial vacuum. Inside are a set of vanes (white and black) which are mounted on a spindle. The vanes rotate when exposed to light, with faster rotation for more intense light, It gives possibility to measure the electromagnetic radiation intensity.

Energy of EM waves 𝑆= 𝜀 0 𝑐 𝐸 2 = 𝐸𝐵 𝜇 0 𝑆 = 1 𝜇 0 𝐸 × 𝐵 x y z 𝐸 𝐵 𝑆 𝑐 𝑑𝑡 Both the electric field and the magnetic field have energy. Waves transport energy. The EM wave transports energy at the speed of light! Let S be the rate of energy flow per unit area. – Energy per unit time per unit area. S is called the Poynting vector. The time-averaged value of S is the intensity. 𝑆= 𝜀 0 𝑐 𝐸 2 = 𝐸𝐵 𝜇 0 𝑆 = 1 𝜇 0 𝐸 × 𝐵 𝐼= 𝑆 = 𝐸 𝑚𝑎𝑥 𝐵 𝑚𝑎𝑥 2 𝜇 0 = 1 2 𝜀 0 𝑐 𝐸 2

definiujemy Energia fali. Wektor Poyntinga S – strumień energii – ilość energii przepływająca przez jednostkową powierzchnię w jednostkowym czasie.

Natężenie promieniowania: Przykład: Natężenie promieniowania słonecznego Na zewnątrz atmosfery Ok.20% - odbicie i ok. 20% pochłanianie

Ćwiczenie: Pokazać, że W próżni: Ćwiczenie: Lampa monochromatyczna wysyła światło o długości fali 300nm. Moc emitowana przez lampę wynosi 1W. Ile fotonów emituje ta lampa w ciągu 1min? Jakie jest natężenie oświetlenia w odl. 1m od izotropowej lampy? Jaka jest amplituda pola E i B fali EM w tym miejscu?

Ćwiczenie: Jaką długość fali ma emitowane promieniowanie przy przejściu elektronu w atomie wodoru z orbity n=4 do n=2? E1=-13.6 eV. CIŚNIENIE PROMIENIOWANIA lub Przy odbiciu Przy absorpcji

Ćwiczenie. Jakie ciśnienie wywiera lampa o mocy 1W w odległości 1m na prostopadłą powierzchnię idealnie absorbującą to promieniowanie? Ćwiczenie. Cząstka w układzie słonecznym doznaje jednoczesnego przyciągania grawitacyjnego ze strony słońca i działania siły wynikającej z promieniowania słonecznego. Zakładając, że absorbuje ona całe padające na nią promieniowanie i jest kulką o promieniu gęstości 1000 kg/m3 pokazać, że jeśli promień kulki jest mniejszy od pewnej wielkości krytycznej, to zostaje ona wypchnięta poza układ słoneczny. Ćwiczenie. W impulsie laserowym trwającym 0.1ms jest emitowana energia 10J. Znaleźć średnie (w czasie trwania impulsu) ciśnienie, jakie wywiera ten impuls na prostopadłą do wiązki powierzchnię o współczynniku odbicia r=0.5, jeśli został on skupiony do plamki o średnicy 0.01mm.