|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Давление света | Давление света (далее Д) давление, производимое светом на отражающие или поглощающие тела. Д впервые было экспериментально открыто и измерено П. Н. Лебедевым (1899). Величина Д даже для самых сильных источников света (Солнце, электрическая дуга) ничтожно мала и маскируется в земных условиях побочными явлениями (конвекционными токами, радиометрическими силами, см. Радиометрический эффект), которые могут превышать в тысячи раз величину Д Для обнаружения Д Лебедев изготовил специальные приборы и проделал опыты, представляющие замечательный пример искусства эксперимента. Основной частью прибора Лебедева служили плоские легкие крылышки (диаметром 5 мм) из различных металлов ( и слюды (рис. 1). Крылышки подвешивались на тонкой стеклянной нити и помещались внутри стеклянного сосуда G (рис. 2), из которого выкачивался воздух. На крылышки с помощью специальной оптической системы и зеркал направлялся свет от сильной электрической дуги В. Перемещение зеркал 1, 4 давало возможность изменять направление падения света на крылышки. Устройство прибора и методика измерения позволили свести до минимума мешающие радиометрические силы и обнаружить Д на отражающие или поглощающие крылышки, которые под его воздействием отклонялись и закручивали нить. В 1907-10 Лебедев исследовал Д на газы, что было еще труднее, так как Д на газы в сотни раз меньше, чем на твердые тела.
Результаты экспериментов Лебедева и более поздних исследователей полностью согласуются со значением Д, определенным на основе электромагнитной теории света (Дж. К. Максвелл, 1873), что явилось еще одним важным подтверждением теории электромагнитного поля Фарадея - Максвелла. Согласно электромагнитной теории света, давление, которое оказывает на поверхность тела плоская электромагнитная волна, падающая перпендикулярно к поверхности, равно плотности и электромагнитной энергии (энергии, заключенной в единице объема) около поверхности. Эта энергия складывается из энергии падающих и энергии отраженных от тела волн. Если мощность электромагнитной волны, падающей на 1 см2 поверхности тела, равна эрг/см2( сек), коэффициент отражения электромагнигной энергии от поверхности тела равен R, то вблизи поверхности плотность энергии u = (1+R)/c (с - скорость света). Этой величине и равно Д на поверхность тела: р = (1 + R)/c (эрг/см3 или дж/м3). Например, мощность солнечного излучения, приходящего на Землю, равна 1,4106 эрг/(см2(сек) или 1,4103 вт/м2, следовательно, для абсолютной поглощающей поверхности (когда R = 0) р = 4,3 10-5lдин/см2 = 4,310-6 н/м2. Общее давление солнечного излучения на Землю равно 61013 дин (6108 н), что в 1013 раз меньше силы притяжения Солнца.
Изотропное равновесное излучение также оказывает давление на систему (тело), с которой оно находится в термодинамическом равновесии:
р = u/3=1/3sT4 ,
где s - постоянная Стефана - Больцмана, Т - температура излучения. Существование Д показывает, что поток излучения обладает не только энергией, но и импульсом, а следовательно, и массой.
С точки зрения квантовой теории, Д - результат передачи телам импульса фотонов (квантов энергии электромагнитного поля) в процессах поглощения или отражения света. Квантовая теория дает для Д те же формулы.
Особо важную роль Д играет в двух противоположных по масштабам областях явлений - в явлениях астрономических и явлениях В астрофизике Д наряду с давлением газа обеспечивает стабильность звезд, противодействуя силам гравитационного сжатия (при температуре ~ 107 градусов в недрах звезд Д достигает десятков млн. атмосфер). Д существенно для динамики околозвездного и межзвездного газа; действием Д объясняются некоторые формы кометных хвостов (см. Кометы). Д вызывает возмущение орбит искусственных спутников Земли (особенно легких спутников-баллонов типа "Эхо" с большой отражающей поверхностью). К эффектам Д относится "световая отдача", которую испытывает возбужденный при испускании фотона. К Д близко явление передачи гамма-квантами части своего импульса электронам, на которых они рассеиваются (см. Комптон-эффект), или ядрам в процессах излучения и поглощения (см. Мессбауэра эффект).
Лит.: Lebedew ., Untersuchungen liber die Dnickkräfte des Lichtes, "Annalen der Physik", 1901, fasc. 4, Bd 6, . 433-458; Лебедев П. Н., Избр. соч., М. - Л., 1949: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957; Эльясберг П. Е., Введение в теорию полета искусственных спутников Земли, М., 1965.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 21.11.2024 12:07:18
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
