тиск світла

  1. Історія
  2. фізичний сенс
  3. застосування
  4. Примітки
  5. Див. також

Тиск електромагнітного випромінювання, тиск світла - тиск , Яке надає світлове (і взагалі електромагнітне ) Випромінювання, що падає на поверхню тіла .

Історія

Вперше гіпотеза про існування світлового тиску була висловлена І. Кеплером в XVII столітті для пояснення поведінки хвостів комет при прольоті їх поблизу Сонця. У 1873 р Максвелл дав теорію тиску світла в рамках своєї класичної електродинаміки . Експериментально світлове тиск вперше досліджував П. М. Лебедєв в 1899 р У його дослідах в вакуумованому посудині на тонкій срібній нитки підвішувалися поворотні ваги, до коромисла яких були прикріплені тонкі диски з слюди і різних металів. Головною складністю було виділити світлове тиск на тлі радіометричних і конвективних сил (сил, обумовлених різницею температури навколишнього газу з освітленої і неосвітленій боку). Шляхом поперемінного опромінення різних сторін крилець Лебедєв нівелював радіометричні сили і отримав задовільний (± 20%) збіг з теорією Максвелла. Пізніше, в 1907-1910 рр. Лебедєв провів точніші досліди з вивчення тиску світла в газах і також отримав прийнятне згоду з теорією [1] .

фізичний сенс

Згідно сьогоднішнім уявленням, світло має корпускулярно-хвильовим дуалізмом , Тобто проявляє властивості частинок ( фотонів ) І властивості хвиль ( електромагнітного випромінювання ).

Якщо розглядати світло як потік фотонів , То, згідно з принципами класичної механіки , Частки при ударі об тіло повинні передавати йому імпульс , Іншими словами - чинити тиск. Такий тиск іноді називають радіаційним тиском.

Для обчислення тиску світла можна скористатися наступною формулою:

Для обчислення тиску світла можна скористатися наступною формулою:

де де - кількість променевої енергії, що падає нормально на 1 м² поверхні за 1 с; - швидкість світла , - коефіцієнт відображення - кількість променевої енергії, що падає нормально на 1 м² поверхні за 1 с; - швидкість світла , - коефіцієнт відображення .

Якщо світло падає під кутом Якщо світло падає під кутом до нормалі, то тиск можна виразити формулою: до нормалі, то тиск можна виразити формулою:

де де - об'ємна щільність енергії випромінювання, - коефіцієнт відбиття, - одиничний вектор напрямку падаючого пучка, - одиничний вектор напрямку відбитого пучка - об'ємна щільність енергії випромінювання, - коефіцієнт відбиття, - одиничний вектор напрямку падаючого пучка, - одиничний вектор напрямку відбитого пучка.

Наприклад, тангенціальна складова сили тиску світла на одиничну площадку буде дорівнює:

Нормальна складова сили тиску світла на одиничну площадку буде дорівнює:

Ставлення нормальної і тангенціальної складових одно:

застосування

Можливими областями застосування є сонячне вітрило і поділ газів [1] .

Примітки

  1. ↑ 1 2 тиск світла // Фізична енциклопедія. - М., «Радянська енциклопедія», 1988. - Т. 1. - С. 553-554.

Див. також

література

  • Lebedew P., Untersuchungen liber die Dnickkräfte des Lichtes, «Annalen der Physik», 1901, fasc. 4, Bd 6, S. 433-458;
  • Лебедєв П. Н., Избр. соч., М. - Л., 1949
  • Ландсберг Г. С., Оптика, 4 видавництва., М., 1957;

Wikimedia Foundation. 2010 року.