写真の問題についてですが、「力積=運動量の変化」という関係はわかるのですが、なぜ力積FΔtのΔt=1

写真の問題についてですが、「力積=運動量の変化」という関係はわかるのですが、なぜ力積FΔtのΔt=1sとして考えることができるのですか？
光子の運動量変化が1s間による変化である(すなわちΔt=1s)という根拠？はどこに書かれているのですか？

写真: https://d.kuku.lu/bz8ycktv2

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/19 14:20

No.2 です。

「お礼」について。

＞FΔt=LIΔtという式の説明として、光子にはたらくΔt間の力積は、光子が受ける運動量変化に等しい。その運動量変化は、光子の個数×1個あたりの運動量で表せてΔt間に壁に当たる光子の個数はLΔtと表せるということでしょうか？

はい、そういうことです。

「光子１個の運動量変化」が

(1) の「完全吸収」の場合には
　衝突前の運動量：hν/c → 衝突後の運動量：0

(2) の「完全弾性衝突」の場合には
　衝突前の運動量：hν/c → 衝突後の運動量：-hν/c

ということですよね？

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2023/10/20 01:31

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/18 12:45

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞この場合、運動量の変化から力を求めることはできなくなってしまうのではないでしょうか？

そもそもの与えられている条件が
「光が毎秒 L [J] の割合で当たっている」
ということなので、ここにすでに「1 s」という条件が入っています。
これを微小時間 Δt にすれば
　LΔt [J]
なのです。
従って、微小時間 Δt に板にあたる光子の数は
　N = LΔt/(hν)

そうすれば (1) の力積は
　FΔt = NI = [LΔt/(hν)]･(hν/c) = (L/c)Δt
となるわけです。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。少し脱線しますが、FΔt=LIΔtという式の説明として、光子にはたらくΔt間の力積は、光子が受ける運動量変化に等しい。その運動量変化は、光子の個数×1個あたりの運動量で表せてΔt間に壁に当たる光子の個数はLΔtと表せるということでしょうか？

お礼日時：2023/10/19 12:33

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/18 12:22

＞なぜ力積FΔtのΔt=1sとして考えることができるのですか？

Δt のままでもよいのだけど、いちいち書くのが面倒なので
　Δt = 1
と置いているだけでしょう。
別に「1 s」と考える必要はなく、「微小な単位時間」と考えても同じ結果です。

そもそも「力積」という概念は「微小時間中の力の大きさは一定である」という前提ですから。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
> Δt のままでもよいのだけど<

この場合、運動量の変化から力を求めることはできなくなってしまうのではないでしょうか？

お礼日時：2023/10/18 12:30