ものすごく小さな力、例えば机で電気の灯り(100lx)をつけたらノートの紙面にその光が当たりますが、

ものすごく小さな力、例えば机で電気の灯り(100lx)をつけたらノートの紙面にその光が当たりますが、その光がノートを押した力は1cm四方あたり何Nなのでしょうか？

また測定、計算方法などあれば教えてください！

質問者からの補足コメント

• このような画像を見つけたのですが、レーザーポインタで物を押す力が僅かながら発生しているらしいです…
  
  計算方法などわかれば教えてください！

  
    補足日時：2023/03/26 18:35

No.2 ベストアンサー 回答者： Tacosan 回答日時： 2023/03/26 22:13

光は運動量を持つから, 何かに当たれば当然圧力を生じる. で, 光の場合運動量とエネルギーは比例するので, エネルギーがわかれば運動量もわかる. あとは物体の反射率から「光の運動量がどのくらい変化するのか」つまり「光からどのくらいの圧力を受けるのか」が求まる, はず.

例えば太陽光だと
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail
に計算結果がある. 完全反射で最大値はおよそ 9.1 μPa.

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/03/27 02:17

100 lx だけではエネルギーは求まらないので

λ = 555 nm の単色光と仮定すると
683 lm/W だから 100 lx = 146 mW/m^2

光の反射率を 100% とすると
1 J の光子群の運動量は 1 J /光速
光圧=146 mW/m^2× 2/ 光速 = 9.73 × 10^(-10) N/m^2
= 0.973 nPa

測定は多分不可能でしょう(^^;

レーザーポインタは法律の規定で 1 mW 以下だから
光が推す力=1 mW × 2/ 光速 = 6.66 pN
で、写真の数字と有効数字1桁で一致しますね。

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/03/26 18:22

光(光子)には質量が無いので、そのような力は生じません。