тиск світла

Тиск світла, тиск. вироблене світлом на відображають або поглинаючі тіла. Тиск світла вперше було експериментально відкрито і виміряно П. Н. Лебедєвим (1899). Величина Тиск світла навіть для найсильніших джерел світла (Сонце. Електрична дуга) мізерно мала і маскується в земних умовах побічними явищами (конвекційними струмами, радиометрическими силами, див. Радіометричний ефект), які можуть перевищувати в тисячі разів величину Тиск світла Для виявлення Д. с. Лебедєв виготовив спеціальні прилади і виконав досліди, що представляють чудовий приклад мистецтва експерименту. Основною частиною приладу Лебедєва служили плоскі легкі крильця (діаметром 5 мм) з різних металів (платина. Алюміній. Нікель) і слюди (рис. 1). Крильця подвешивались на тонкій скляній нитки і поміщалися всередині скляної посудини G (рис. 2), з якого викачували повітря. На крильця за допомогою спеціальної оптичної системи і дзеркал прямував світло від сильної електричної дуги В. Переміщення дзеркал S1. S4 давало можливість змінювати напрямок падіння світла на крильця. Пристрій приладу і методика вимірювання дозволили звести до мінімуму заважають радіометричні сили і виявити Тиск світла на відображають або поглинаючі крильця, які під його впливом відхилялися і закручували нитку. У 1907-10 Лебедєв досліджував Тиск світла на гази, що було ще важче, так як Тиск світла на гази в сотні разів менше, ніж на тверді тіла.

тиск світла

Мал. 1. Різні системи (I, II, III) крилець в досвіді Лебедева; Про - платинова петля, З - карданова підвіс.

тиск світла

Мал. 2. Схема досвіду Лебедєва: В - джерело світла (вугільна дуга); З - конденсор; D - металева діафрагма; К - лінза; W - скляну посудину з водою з плоскопараллельнимі стінками, що грають роль світлофільтра; S1 -S6 - дзеркала; L1 і L2 - лінзи; R - зображення діафрагми D на крильцях (на рис. Не показані) всередині скляного балона G; P1 і P2 - скляні пластинки; Т - термобатарея; R1 - зображення діафрагми D на поверхні термобатареї.

Результати експериментів Лебедєва і пізніших дослідників повністю узгоджуються зі значенням Тиск світла, певним на основі електромагнітної теорії світла (Дж. К. Максвелл. 1873), що стало ще одним важливим підтвердженням теорії електромагнітного поля Фарадея - Максвелла. Згідно електромагнітної теорії світла, тиск. який чинить на поверхню тіла плоска електромагнітна хвиля, що падає перпендикулярно до поверхні, так само щільності і електромагнітної енергії (енергії, укладеної в одиниці об'єму) біля поверхні. Ця енергія складається з енергії падаючих і енергії відбитих від тіла хвиль. Якщо потужність електромагнітної хвилі, падаючої на 1 см 2 поверхні тіла, дорівнює S ерг / см 2 (сек), коефіцієнт відбиття електромагнігной енергії від поверхні тіла дорівнює R, то поблизу поверхні щільність енергії u = S • (1 + R) / c ( с - швидкість світла). Цією величиною і дорівнює Тиск світла на поверхню тіла: р = S (1 + R) / c (ерг / см 3 або дж / м 3). Наприклад, потужність сонячного випромінювання. приходить на Землю, дорівнює 1,4 • 10 6 ерг / (см 2 (сек) або 1,4 • 10 3 Вт / м 2. отже, для абсолютної поглинаючої поверхні (коли R = 0) р = 4,3 • 10 -5 lдін / см 2 = 4,3 • 10 -6 н / м 2. Загальний тиск сонячного випромінювання на Землю дорівнює 6 • 10 13 дин (6 • 10 8 н), що в 10 13 разів менше сили тяжіння Сонця.

Ізотропне рівноважне випромінювання також чинить тиск на систему (тіло), з якої воно знаходиться в термодинамічній рівновазі: р = u / 3 = 1/3 • s T 4,

де s - постійна Стефана - Больцмана, Т - температура випромінювання. Існування Тиск світла показує, що потік випромінювання володіє не тільки енергією, але і імпульсом, а отже, і масою.

З точки зору квантової теорії, Тиск світла - результат передачі тілам імпульсу фотонів (квантів енергії електромагнітного поля) в процесах поглинання або відбиття світла. Квантова теорія дає для Тиск світла ті ж формули.

Особливо важливу роль Тиск світла грає в двох протилежних за масштабами областях явищ - в явищах астрономічних і явищах атомарних. У астрофізиці Тиск світла поряд з тиском газу забезпечує стабільність зірок. протидіючи силам гравітаційного стиснення (при температурі

10 7 градусів в надрах зірок Тиск світла досягає десятків млн. Атмосфер). Тиск світла істотно для динаміки околозвёздного і міжзоряного газу; дією Тиск світла пояснюються деякі форми кометних хвостів (див. Комети). Тиск світла викликає обурення орбіт штучних супутників Землі (особливо легких супутників-балонів типу «Ехо» з великою поверхнею, що відбиває). До атомарним ефектів Тиск світла відноситься «світлова віддача», яку відчуває збуджений атом при випущенні фотона. До Тиск світла близько явище передачі гамма-квантами частини свого імпульсу електронів, на яких вони розсіюються (див. Комптон-ефект), або ядер атомів кристала в процесах випромінювання і поглинання (див. Мессбауера ефект).

Літ. Lebedew P. Untersuchungen liber die Dnickkr ä fte 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; Ельясберг П. Е. Введення в теорію польоту штучних супутників Землі, М. 1 965.

Так само Ви можете дізнатися про.


Падло Жюль Етьєнн падло (Pasdeloup) Жюль Етьєнн (15.9.1819, Париж, - 13.
Пемзашен. селище міського типу в Артікський районі Вірменської РСР.
Пірна (Pirna), місто в ГДР, в окрузі Дрезден, порт на р.
«Поліграфія». щомісячний виробничо-технічний журнал Державного комітету Ради Міністрів СРСР у справах видавництв, поліграфії і книжкової торгівлі.
Прево (чиновник) Прево (франц. Prev ô t, від лат.
Пряме сходження висхідного вузла. один з елементів орбіти небесного тіла.
Рамаццині Бернардіно Рамаццині (Ramazzini) Бернардіно (4.10.1633, Карпи, - 5.
Ріго Гіацинт Ріго (Rigaud) Гіацинт (Іасент) (18.7.1659, Перпіньян, Руссільон, - 29.
Рижик (раст. Сем. Хрестоцвітних) Рижик, рудої (Camelina), рід однорічних трав'янистих рослин сімейства хрестоцвітних.
Цукрова промисловість. галузь харчової промисловості, яка об'єднує спеціалізовані підприємства з вироблення білого цукру-піску з цукрових буряків і цукру-рафінаду з цукру-піску.

Схожі статті