увеличится ли давление света после прохождения через лупу?

увеличится ли давление света после прохождения через лупу?

Краткий ответ: нет, давление света на итоговую мишень (например, стену или датчик) в фокусе не увеличится относительно давления исходного пучка без линзы.

Вот простое объяснение, почему:

1. Закон сохранения энергии: Лупа не добавляет свету энергию, она лишь перераспределяет её в пространстве. Полная мощность (световая энергия в секунду) после прохождения через лупу остаётся такой же (минус малые потери на поглощение/отражение в самой линзе).
2. Что меняется: Лупа сжимает свет в пятно меньшей площади. В фокусе плотность энергии (Вт/м²) и концентрация фотонов резко возрастают. Следовательно, давление на единицу площади (интенсивность давления) в пятне фокуса во много раз больше, чем в исходном пучке.
3. Но суммарное давление: Давление света на единицу площади в фокусе огромно, но само пятно крошечное. Если сложить силу по всей площади датчика (или сравнить с силой от ненаправленного света), полная сила будет меньше или равна силе от исходного пучка без линзы. Часть энергии рассеивается, часть отражается, а идеальная фокусировка не может превысить пределы, задаваемые вторым законом термодинамики.

Аналогия: Как увеличительное стекло от Солнца. Оно может прожечь дырку (огромная интенсивность давления в малой точке), но полная «толкающая» сила всего солнечного луча, собранного линзой, не станет больше силы, с которой давил широкий луч до линзы.

Итог: Локальное давление в фокусе — огромное. Полное суммарное давление на объект — не увеличивается (и даже немного уменьшается из-за потерь).