Детская энциклопедия




Меню сайта




Реклама











Давление света

Свет, поглощаясь в веществе, передает ему свою энергию в виде тепла. Но оказывает ли световой поток механическое воздействие на тела, которые он освещает?

Великий астроном Иоганн Кеплер еще в 1604 г. объяснил форму хвоста кометы влиянием светового давления. Но доказать это удалось лишь 250 лет спустя английскому физику Мак­свеллу. Он вычислил величину светового дав­ления, исходя из своей теории электромагнит­ного поля.

Если на единицу площади тела за одну се­кунду падает и полностью поглощается им све­товая энергия Е, то световое давление q равно

 

 Когда же свет полностью отражается, то

 

 Представим себе свет, падающий на какую-то отражающую поверхность, как поток частиц —фотонов. Фотоны ведут себя как обычные мя­чики: они отскакивают от этой поверхности. Го­воря языком теоретической механики, вектор количества движения р фотона меняет свое на­правление на противоположное. Полное изменение Dр этого вектора равно 2 р. Величина Ар равна давлению q на поверхность, если на еди­ницу площади этой поверхности каждую секунду падает один фотон.

Сравним полученный результат с формулой

Максвелла. По  этой формуле

 

если на поверхность падает в секунду один фо­тон с энергией Еф. Из предыдущей формулы следует: Еф=рс, где р — количество движения фотона. Нo количество движения частицы равно ее массе, умноженной на скорость, а скорость фотона — это скорость света с. Значит, энергия фотона Еф=mфс2. Если этот вывод обобщить на любую частицу массы то, то

Е=mc2!

По формуле Максвелла можно подсчитать, что в полдень лучи Солнца действуют на 1 м2 земной поверхности с силой около 0,00039 н. Но физики долгое время не могли измерить световое давление практически. Это оказалось слишком сложным. Многие ученые стали сомне­ваться в полученных Максвеллом результатах.

Впервые удалось доказать опытным путем, что световое давление существует, русскому физику П. Н. Лебедеву в 1899 г. Он подвесил в вакууме на тонкой нити пару крылышек; од­но из них было черным, другое — блестящим (рис. 12).Свет почти полностью отражался от блестящего крылышка и оказывал на него дав­ление, на черное крылышко давление было вдвое меньшим. Это соответствовало и теории Максвел­ла. Такое превышение давления оказалось достаточным, чтобы закручивать нить. По углу поворота крылышек можно определить силу, действующую на блестящее крылышко, а зна­чит, и давление света.

Опыт кажется простым. Но такое впечатле­ние обманчиво. До Лебедева попытки измерить световое давление не удавались, потому что конвекция (перенос тепла движущейся средой) газов и другие физические явления оказывали помехи, в тысячи раз превышавшие световое давление. Физик Томсон так определил значение этого опыта: «Я всю жизнь воевал с Максвел­лом, не признавал его световое давление, и вот опыты Лебедева заставили меня сдаться». Интересное явление открыто в последние годы. У Земли обнаружился газовый шлейф, направленный в сторону от Солнца. Этот шлейф создается давлением солнечного света на газ в верхних слоях атмосферы.





 
 
---------------------------------------------------- 
Календарь
«  Ноябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930

Реклама

  • Новые статьи
    Каталог статей
    Как подготовить ребенка к школе
    Освоение навыков чтения
    Природные материалы на уроках труда

    Статистика


     




     
    Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
    2013 © 2017