ДАВЛЕНИЕ СВЕТА
давление,
производимое светом на отражающие или поглощающие тела. Д. с. впервые было
экспериментально открыто и :измерено П. Н. Лебедевым (1899). Величина
Д. с. даже для самых сильных источников света (Солнце, электрич.
дуга) ничтожно мала и маскируется в земных условиях побочными явлениями
(конвекционными токами, радиометрическими силами, см. Радиометрический
эффект), к-рые могут превышать в тысячи раз величину Д. с. Для обнаружения
Д. с. Лебедев изготовил спец. приборы и проделал опыты, представляющие
замечательный пример искусства эксперимента. Основной частью прибора Лебедева
служили плоские лёгкие крылышки (диаметром 5 мм) из различных металлов
(платина, алюминий, никель)
и слюды (рис. 1). Крылышки подвешивались
на тонкой стеклянной нити и помещались внутри стеклянного сосуда G (рис.
2), из к-рого выкачивался воздух.
Рис. 1. Различные системы (/, //, ///)
крылышек в опыте Лебедева; О - платиновая петля, С - кардановый подвес.
На крылышки с помощью спец. оптич.
Результаты экспериментов Лебедева и
Рис. 2. Схема опыта Лебедева: В
Этой Изотропное равновесное излучение также
где а - постоянная Стефана - Больцма-на,
С точки зрения квантовой теории, Д.
Особо важную роль Д. с. играет в двух
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
системы и зеркал направлялся свет от сильной электрич. дуги В. Перемещение
зеркал S
направление падения света на крылышки. Устройство прибора и методика измерения
позволили свести до минимума мешающие радиометрич. силы и обнаружить Д.
с. на отражающие или поглощающие крылышки, к-рые под его воздействием отклонялись
и закручивали нить. В 1907-10 Лебедев исследовал Д. с. на газы, что было
ещё труднее, так как Д. с. на газы в сотни раз меньше, чем на твёрдые тела.
более поздних исследователей полностью согласуются со значением Д. с.,
определённым на основе электромагнитной теории света (Дж. К. Максвелл,
1873),
что явилось ещё одним важным подтверждением теории электромагнитного поля
Фарадея - Максвелла. Согласно электромагнитной теории света, давление,
к-рое оказывает на поверхность тела плоская электромагнитная волна, падающая
перпендикулярно к поверхности, равно плотности и электромагнитной
энергии (энергии, заключённой в единице объёма) около поверхности.
Эта энергия складывается из энергии падающих и энергии отражённых от тела
волн. Если мощность электромагнитной волны, падающей на 1 см2
поверхности
тела, равна S эрг/(см2 *сек), коэфф. отражения
электромагнитной энергии от поверхности тела равен R,то вблизи поверхности
плотность энергии (с - скорость света).
- источник света (угольная дуга); С - конденсор; D - металлич. диафрагма;
К
- линза; W - стеклянный сосуд с водой с плоскопараллельными стенками,
играющими роль светофильтра; ,S
и L
Сна рис. не показаны) внутри стеклянного баллона G; P
величине и равно Д. с. на поверхность тела: р = S (1 + R)/c
(эрг/см3 или дж/м3). Напр., мощность солнечного
излучения, приходящего на Землю, равна 1,4*106 эрг/(см2*сек)
или
1,4*103 вm/м2; следовательно, для абс. поглощающей
поверхности (когда R = 0) р = 4,ЗХ Х10-5
дин/см2
= 4,3*10-6 н/м2. Общее давление солнечного
излучения на Землю равно 6 * 1013дин (6 * 108
н ), что в 1013 раз меньше силы притяжения Солнца.
оказывает давление на систему (тело), с к-рой оно находится в термодина-мич.
равновесии:
Т-темп-pa
излучения. Существование Д. с. показывает, что поток излучения обладает
не только энергией, но и импульсом, а следовательно, и массой.
с.- результат передачи телам импульса фотонов (квантов энергии электромагнитного
поля) в процессах поглощения или отражения света. Квантовая теория даёт
для Д. с. те же формулы.
противоположных по масштабам областях явлений - в явлениях астрономических
и явлениях атомарных. В астрофизике Д. с. наряду с давлением газа обеспечивает
стабильность звёзд, противодействуя силам гравитационного сжатия
(при темп-ре