Световое давление

Световое давление Урок для 11 класса.

Что значит свет? Кто даст ответ? Максвелл считал, что свет волна, с огромной скоростью бежит она. Планк доказал, что свет – фотон,и излучается нагретым телом он.

И наконец, ученые дошли своим умом, что свет лишь обладает дуализмом. А Лебедев уж доказал нам без сомненья, что свет оказывает на тела давленье!

В 1873 году Максвелл, исходя из представлений о электромагнитной природе света, пришел к выводу, что свет оказывает на препятствие давление. Предсказанное Максвеллом существование светового давления было экспериментально подтверждено Лебедевым, который в 1900 году измерил давление света. Оно оказалось равным 4 мкПа.

Световое давление у поверхности Земли составляет менее 0,0001 Па. Хвосты комет обычно направлены от ядра кометы в сторону противоположную Солнцу. Световое давление может изменить орбиты искусственных спутников Земли. Если в космосе развернуть щиты и управлять ими как парусами, то с их С их помощью можно перемещать корабль с одной орбиты на другую. Ученые рассчитали, что на каждый 1 кв.м. поверхности Земли будет действовать сила от солнечных лучей порядка 0,9 мг. А это влияет на точность приземления косм.кораблей.

Световое давление. Опыты Лебедева. Теоретические рассуждения

Как объяснить существование светового давления с позиций квантовой теории света? Свет – это поток фотонов и каждый из них обладает импульсом р=МхС. Он передается телу, значит, на тело действует сила.

Свет веществом поглощается. Но всегда ли это так? В реальных условиях свет частично отражается телом, частично преломляется, а через стекло свет проходит. При поглощении фотон перестает существовать, а его импульс передается телу, т.к. не может исчезнуть без следа.

Пусть фотон падает перпендикулярно поверхности зеркала. Происходит абсолютно упругий удар. При этом зеркало получает импульс 2МхС, так как отраженный фотон летит в противоположном направлении с той же скоростью.

Сравним импульс поглощенный с импульсом отраженным. Импульс, получаемый телом, при отражении фотона будет в 2 раза больше импульса, получаемого телом при поглощении фотона.

А световое давление? В случае отражения оно в два раза больше, чем в случае поглощения.

Зависимость светового давления от качества поверхности тела. Черная и зеркальная (белая) поверхности.

Световое давление: Если поверхность черная, то давление обусловлено поглощением фотонов. Если зеркальная или белая, то обусловлено отражением фотонов.

Световое давление С точки зрения волновой теории.

Пусть световая волна падает на поверхность по нормали к ней. Тогда сила светового давления тоже будет направлена по нормали к поверхности. Почему?

На заряженные частицы вещества действуют Со стороны электрической составляющей действует электрическая сила Со стороны магнитной составляющей на движущиеся частицы действует сила Лоренца.

На заряженные положительные и отрицательные частицы В веществе действуют силы Лоренца направленные внутрь вещества ( по правилу левой руки). Именно они и создают световое давление.

Результаты, полученные Лебедевым в1900 году полностью совпали С теоретическими выводами Максвелла и полностью их подтвердили. Итак, световое давление существует и это доказано теоретически и практически.