PRESIUNEA LUMINII
Lumina nu este numai absorbită și reflectată de substanță, ci creează și presiune asupra suprafeței corpului. Încă din anul 1604, astronomul german J. Kepler a explicat forma coastei cometei prin acțiunea presiunii ușoare (figura 1). Fizicianul englez J. Maxwell 250 de ani mai târziu, a calculat presiunea ușoară asupra corpului, folosind teoria sa dezvoltată a câmpului electromagnetic. Conform calculelor lui Maxwell, sa dovedit că dacă energia luminoasă E scade per secundă perpendiculară pe o singură zonă cu un coeficient de reflexie R, lumina exercită o presiune exprimată de dependență: unde c este viteza luminii.
Această formulă poate fi de asemenea obținută prin tratarea luminii ca flux al fotonilor care interacționează cu suprafața (figura 2). Unii oameni de știință au pus la îndoială calculele teoretice ale lui Maxwell și nu a fost posibil să se verifice mult timp rezultatul obținut prin experiment. La latitudinile la mijloc, la o amiază însorită, se formează o presiune totală care reflectă complet razele de lumină. Pentru prima dată, presiunea ușoară din 1899 a fost măsurată de fizicianul rus PN Lebedev. El a atârnat două perechi de aripi pe un fir subțire: suprafața unuia dintre ele a fost înnegrit, iar cealaltă a fost oglindită (figura 3). Lumina reflectată aproape complet de suprafața oglinzii, iar presiunea asupra aripii oglinzii a fost de două ori mai mare decât a celei înnegrite. A fost creat un moment de forță, transformând dispozitivul. Prin unghiul de rotație a fost posibilă judecarea forței care acționează asupra aripilor și, prin urmare, măsurarea presiunii ușoare.
Experiența este complicată de forțele străine care apar atunci când dispozitivul este iluminat, care în mărime depășește cu o mie de ori presiunea luminii, dacă nu se iau măsuri speciale de precauție. Una dintre aceste forțe este legată de efectul radiometric. Acest efect se datorează diferenței de temperatură a părții luminoase și întunecate a aripii. Partea încălzită cu lumină reflectă moleculele gazului rezidual într-un ritm mai rapid decât partea mai rece și neclară. Prin urmare, moleculele de gaz transmit la partea iluminată un impuls mai mare și aripile tind să se rotească în aceeași direcție ca și sub acțiunea presiunii ușoare, apare un efect fals. Acțiunea radiometrică PN Lebedev a fost redusă la minimum, făcând aripi de folii de căldură subțiri, bine conducătoare și plasându-le în vid. Ca urmare, diferența de impulsuri transmise de moleculele individuale ale suprafețelor negre și lucioase (datorită diferenței de temperatură mai mică dintre acestea) și numărul total de molecule care cad pe suprafață (datorită presiunii scăzute a gazului) au scăzut, de asemenea.
Studiile experimentale ale lui Lebedev au susținut presupunerea lui Kepler despre natura cozilor de cometă. Cu o rază descrescătoare a particulei, atracția lui de către Soare scade proporțional cu cubul, iar presiunea ușoară este proporțională cu pătratul razei. Particulele de dimensiuni mici vor avea repulsie de la Soare, indiferent de distanța r de la ea, deoarece densitatea radiațiilor și forțele de atracție gravitațională scad în același mod. Presiunea ușoară limitează dimensiunea limită a stelelor existente în univers. Cu masele crescânde ale stelei, crește gravitatea straturilor sale către centru. Prin urmare, straturile stelare interne se contractă puternic, iar temperatura lor crește la milioane de grade. În mod natural, în acest caz, presiunea ușoară a straturilor interioare orientate spre exterior crește semnificativ. Stelele normale au un echilibru între forțele gravitaționale care stabilizează steaua și forțele de presiune ușoară care tind să o distrugă. Pentru stelele de masă foarte mare, nu se produce niciun echilibru, ele sunt instabile și nu ar trebui să fie în univers. Observațiile astronomice au confirmat faptul că cele mai "cele mai grele" stele au tocmai masa limită pe care teoria încă le permite să echilibreze presiunea gravitațională și ușoară în interiorul stelelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: