Світловий тиск

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Радіометр Вільяма Крукса або «сонячний млин» у вигляді вакуумної скляної бульби з чотирма лопатями на тонкій голці усередині. Під впливом світлового тиску лопаті рухаються.

Світлови́й тиск — тиск, який світло чинить на тіло, в якому поглинається, або від якого відбивається.

Теоретично існування світлового тиску передбачив Максвелл в 1871 році, а експериментально дослідив П. М. Лебедєв у 1900.[1]

Світло складається з фотонів, кожен з яких має імпульс

 p_{ph} =  \frac{\hbar\omega}{c} ,

де  \omega частота,  \hbar зведена стала Планка, c — швидкість світла у вакуумі.

За законом збереження імпульсу при поглинанні фотона цей імпульс передається тілу, що його поглинуло. При відбитті світла імпульс фотона міняється на протилежний, а тіло, від якого відбивається світловий промінь, отримує вдвічі більший імпульс.

Якщо на одиницю поверхні тіла в одиницю часу падає n' фотонів, поглинаючись в ній, то тиск на поверхню P дорівнює

 P = \frac{n \hbar \omega}{c} = \frac{I}{c} ,

де I — потік світлової енергії.

При відбитті світла поверхнею тіла світловий тиск вдвічі більший. При проходженні фотона наскрізь світлового тиску не виникає. Тому в загальному випадку наведену формулу потрібно скоригувати з врахуванням цих процесів.

Сонячне вітрило[ред.ред. код]

Світловий тиск в реальних умовах слабкий, однак його можна використати в умовах космічного простору для побудови фотонних вітрил. Сонячне вітрило використовує для розгону космічного корабля у вакуумі тиск світла. На лютий 2008 року на практиці експеримент не реалізований — проте в 2005 році була спроба запуску сонячного вітрильник Космос 1, який навіть не був виведений в космос через відмову ракети-носія при старті.

Примітки[ред.ред. код]

  1. P. Lebedev, 1901, "Untersuchungen über die Druckkräfte des Lichtes", Annalen der Physik, 1901.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.