Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu 		 

Davlenie sveta

Davlenie sveta - davlenie, okazyvaemoe svetom na otrazhayushie i pogloshayushie tela, chasticy, a takzhe otdel'nye molekuly i atomy; odno iz ponderomotornyh deistvii sveta, svyazannoe s peredachei impul'sa elektromagnitnogo polya veshestvu. Gipoteza o sushestvovanii davleniya sveta byla vpervye vyskazana I. Keplerom (J.Kepler) v 17 v. dlya ob'yasneniya otkloneniya hvostov komet ot Solnca. Teoriya davlenie sveta v ramkah klassicheskoi elektrodinamiki dana Dzh. Maksvellom (J.Maxwell) v 1873. V nei davlenie sveta tesno svyazano s rasseyaniem i poglosheniem elektromagnitnoi volny chasticami veshestva. V ramkah kvantovoi teorii davlenie sveta - rezul'tat peredachi impul'sa fotonami telu.

Pri normal'nom padenii sveta na poverhnost' tverdogo tela davlenie sveta opredelyaetsya formuloi p = S(1 - R)/c, gde S - plotnost' potoka energii (intensivnost' sveta), R - koefficient otrazheniya sveta ot poverhnosti.

Eksperimental'no davlenie sveta na tverdye tela bylo vpervye issledovano P.N.Lebedevym v 1899. Osnovnye trudnosti v eksperimental'nom obnaruzhenii davleniya sveta zaklyuchalis' v vydelenii ego na fone radiometricheskih i konvektivnyh sil, velichina kotoryh zavisit ot davleniya okruzhayushego telo gaza i pri nedostatochnom vakuume mozhet prevyshat' davlenie sveta na neskol'ko poryadkov. V opytah Lebedeva v vakuumirovannom ($\sim {10}^{-4}$ mm rt. st.) steklyannom sosude na tonkoi serebryanoi niti podveshivalis' koromysla krutil'nyh vesov s zakreplennymi na nih tonkimi diskami-krylyshkami, kotorye i obluchalis'. Krylyshki izgotavlivalis' iz razlichnyh metallov i slyudy s identichnymi protivopolozhnymi poverhnostyami. Posledovatel'no obluchaya perednyuyu i zadnyuyu poverhnosti krylyshek razlichnoi tolshiny, Lebedevu udalos' nivelirovat' ostatochnoe deistvie radiometricheskih sil i poluchit' udovletvoritel'noe (s oshibkoi $\pm 20$%) soglasie s teoriei Maksvella. V 1907-10 Lebedev vypolnil eshe bolee tonkie eksperimenty po issledovaniyu davleniya sveta na gazy i takzhe poluchil horoshee soglasie s teoriei.

Davlenie sveta igraet bol'shuyu rol' v astronomicheskih i atomnyh yavleniyah. V astrofizike davlenie sveta naryadu s davleniem gaza obespechivaet stabil'nost' zvezd, protivodeistvuya silam gravitacii. Deistviem davleniya sveta ob'yasnyayutsya nekotorye formy kometnyh hvostov. K atomnym effektam otnositsya t. n. svetovaya otdacha, kotoruyu ispytyvaet vozbuzhdennyi atom pri ispuskanii fotona.

V kondensirovannyh sredah davlenie sveta mozhet vyzyvat' tok nositelei (smotri Svetoelektricheskii effekt).

Specificheskie osobennosti davleniya sveta obnaruzhivayutsya v razrezhennyh atomnyh sistemah pri rezonansnom rasseyanii intensivnogo sveta, kogda chastota lazernogo izlucheniya ravna chastote atomnogo perehoda. Pogloshaya foton, atom poluchaet impul's v napravlenii lazernogo puchka i perehodit v vozbuzhdennoe sostoyanie. Dalee, spontanno ispuskaya foton, atom priobretaet impul's (svetovaya otdacha) v proizvol'nom napravlenii. Pri posleduyushih poglosheniyah i spontannyh ispuskaniyah fotonov proizvol'no napravlennye impul'sy svetovoi otdachi vzaimno gasyatsya, i, v konechnom itoge, rezonansnyi atom poluchaet impul's, napravlennyi vdol' svetovogo lucha rezonansnoe davlenie sveta. Sila F rezonansnogo davleniya sveta na atom opredelyaetsya kak impul's, peredannyi potokom fotonov s plotnost'yu N v edinicu vremeni: $F = N\hbar k\sigma$, gde $\hbar k = 2\pi\hbar/\lambda$ - impul's odnogo fotona, $\sigma \approx {\lambda}^{2}$ - sechenie poglosheniya rezonansnogo fotona, $\lambda$ - dlina volny sveta. Pri otnositel'no malyh plotnostyah izlucheniya rezonansnoe davlenie sveta pryamo proporcional'no intensivnosti sveta. Pri bol'shih plotnostyah N v svyazi s konechnym ($\neq 0$) vremenem zhizni vozbuzhdennogo urovnya proishodit nasyshenie poglosheniya i nasyshenie rezonansnogo davleniya sveta (sm. Nasysheniya effekt). V etom sluchae davlenie sveta sozdayut fotony, snontanno ispuskaemye atomami so srednei chastotoi $\gamma$ (obratnoi vremeni zhizni vozbuzhdennogo atoma) v sluchainom napravlenii, opredelyaemom diagrammoi ispuskaniya atoma. Sila svetovogo davleniya perestaet zaviset' ot intensivnosti, a opredelyaetsya skorost'yu spontannyh aktov ispuskaniya: $F \sim \hbar k\gamma$. Dlya tipichnyh znachenii $\gamma \simeq {10}^{8}$ s-1 i $\lambda \simeq 0,6$ mkm sila davleniya sveta $F \simeq 5*{10}^{-3}$ eV/sm; pri nasyshenii rezonansnoe davlenie sveta mozhet sozdavat' uskorenie atomov do 105 g (g - uskorenie svobodnogo padeniya). Stol' bol'shie sily pozvolyayut selektivno upravlyat' atomnymi puchkami, var'iruya chastotu sveta i po-raznomu vozdeistvuya na gruppy atomov, malo otlichayushiesya chastotami rezonansnogo poglosheniya. V chastnosti, udaetsya szhimat' maksvellovskoe raspredelenie po skorostyam, ubiraya iz puchka vysokoskorostnye atomy. Svet lazera napravlyayut navstrechu atomnomu puchku, podbiraya pri etom chastotu i formu spektra izlucheniya tak, chtoby naibolee sil'noe tormozyashee deistvie davleniya sveta ispytyvali naibolee bystrye atomy iz-za ih bol'shego doplerovskogo smesheniya rezonansnoi chastoty. Drugim vozmozhnym primeneniem rezonansnogo davleniya sveta yavlyaetsya razdelenie gazov: pri obluchenii dvuhkamernogo sosuda, napolnennogo smes'yu dvuh gazov, odin iz kotoryh nahoditsya v rezonanse s izlucheniem, rezonansnye atomy pod deistviem davleniya sveta pereidut v dal'nyuyu kameru.

Svoeobraznye cherty imeet rezonansnoe davlenie sveta na atomy, pomeshennye v pole intensivnoi stoyachei volny. S kvantovoi tochki zreniya stoyachaya volna, obrazovannaya vstrechnymi potokami fotonov, vyzyvaet tolchki atoma, obuslovlennye poglosheniem fotonov i ih stimulirovannym ispuskaniem. Srednyaya sila, deistvuyushaya na atom, pri etom ne ravna nulyu vsledstvie neodnorodnosti polya na dline volny. S klassicheskoi tochki zreniya sila davleniya sveta obuslovlena deistviem prostranstvenno neodnorodnogo polya na navedennyi im atomnyi dipol'. Eta sila minimal'na v uzlah, gde dipol'nyi moment ne navoditsya, i v puchnostyah, gde gradient polya obrashaetsya v nul'. Maksimal'naya sila davleniya sveta po poryadku velichiny ravna $F \simeq \pm Ekd$ (znaki otnosyatsya k sinfaznomu i protivofaznomu dvizheniyu dipolei s momentom d po otnosheniyu k polyu s napryazhennost'yu E). Eta sila mozhet dostigat' gigantskih znachenii: dlya $d \simeq 1$ debai, $\lambda \simeq 0.6$ mkm i $E \simeq {10}^{6}$ V/sm sila $F \simeq 5*{10}^{2}$ eV/sm.

Pole stoyachei volny rasslaivaet puchok atomov, prohodyashii skvoz' luch sveta, tak kak dipoli, koleblyushiesya v protivofaze, dvigayutsya po razlichnym traektoriyam podobno atomam v opyte Shterna-Gerlaha. V lazernyh puchkah na atomy, dvigayushiesya vdol' lucha, deistvuet radial'naya sila davleniya sveta, obuslovlennaya radial'noi neodnorodnost'yu plotnosti svetovogo polya.

Kak v stoyachei, tak i v begushei volne proishodit ne tol'ko determinirovannoe dvizhenie atomov, no i ih diffuziya v fazovom prostranstve vsledstvie togo, chto akty poglosheniya i ispuskaniya fotonov - chisto kvantovye sluchainye processy. Koefficient prostranstvennoi diffuzii dlya atoma s massoi M v begushei volne raven $D \simeq {(k/M)}^{2}{\gamma}^{-1}$.

Podobnoe rassmotrennomu rezonansnoe davlenie sveta mogut ispytyvat' i kvazichasticy v tverdyh telah: elektrony, eksitony i dr.


Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya 
Publikacii s klyuchevymi slovami: davlenie izlucheniya - davlenie
Publikacii so slovami: davlenie izlucheniya - davlenie 		Karta smyslovyh svyazei dlya termina DAVLENIE SVETA
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mnenie chitatelya [1]
Ocenka: 3.0 [golosov: 109]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'
Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya