Astronet > Davlenie izlucheniya

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Davlenie izlucheniya

- davlenie, okazyvaemoe el.-magnitnym izlucheniem na tela, vzaimodeistvuyushie s nim. V fizike davlenie opredelyaetsya kak sila, deistvuyushaya na edinichnuyu ploshadku po napravleniyu normali k ploshadke, ili kak impul's, perenosimyi za ed. vremeni cherez edinichnuyu ploshadku po napravleniyu normali k nei. Ob'yasnenie D. i. mozhet byt' dano na osnove kak volnovyh, tak i kvantovyh predstavlenii o prirode izlucheniya. Izluchenie mozhno rassmatrivat' kak sovokupnost' fotonov (kvantov el.-magn. polya). Kazhdyi foton obladaet energiei $h\nu$ i impul'som $h\nu/c$ . Pri pogloshenii fotona ego impul's peredaetsya pogloshayushemu telu. Pri rasseyanii izlucheniya chasticy veshestva takzhe poluchayut impul's ot fotonov. Soglasno zakonu sohraneniya impul'sa, D. i. ispytyvayut i tela. ispuskayushie fotony.

Prostranstvennoe raspolozhenie vektorov napryazhennosti
elektricheskogo (E) i magnitnogo (H) polei
elektromagnitnoi volny, tokov i i sily F=[iH]/c,
deistvuyushei na telo (sluchai normal'nogo padeniya volny).

Soglasno volnovym predstavleniyam, D. i. na telo obuslovleno vzaimodeistviem el.-magn. voln s nahodyashimisya v tele elektrich. zaryadami. V prosteishem sluchae normal'nogo padeniya volny na poverhnost' tela (ris.) elektrich. pole E volny vyzyvaet smeshenie zaryadov vdol' polya (sozdaet toki i). Vzaimodeistvie tokov s magn. polem volny H vyzyvaet poyavlenie sily F=[iH]/c, deistvuyushei na zaryady v napravlenii rasprostraneniya volny. D. i. (p_i) v etom sluchae ravno u - srednemu znacheniyu ob'emnoi plotnosti el.-magn. energii volny, padayushei normal'no k poverhnosti tela. Esli telo chastichno otrazhaet volnu, to plotnost' el.-magn. energii u ego poverhnosti uvelichivaetsya i stanovitsya ravnoi i u(1+r), gde r - koeff. otrazheniya. Sootvetstvenno uvelichivaetsya D. i.: p_i=u(1+r). D. i. na absolyutno zerkal'nuyu poverhnost', polnost'yu otrazhayushuyu izluchenie, ravno 2u. Telo, ispuskayushee el.-magn. volnu, takzhe ispytyvaet s ee storony davlenie, ravnoe plotnosti energii ispuskaemoi volny.

Davlenie sveta, eksperimental'no otkrytoe i izmerennoe rus. fizikom P.N. Lebedevym v 1900 g., predstavlyaet soboi chastnyi sluchai D. i. (davlenie okazyvaet izluchenie vidimogo uchastka spektra).

Davlenie solnechnogo izlucheniya na Zemlyu neveliko: $\approx 0,45\cdot 10^{-5}$ N na 1 m² poverhnosti ( $\approx 4,5\cdot 10^{-3}$ din/sm²), perpendikulyarnoi solnechnym lucham; summarnaya sila $\approx 6\cdot 10^8$ N na vsyu Zemlyu (eto v 10¹³ raz men'she sily gravitac. prityazheniya Zemli k Solncu). S umen'sheniem harakternogo razmera tela (l) sila ego prityazheniya k Solncu umen'shaetsya proporcional'no ~ l³ (t.k. massa tela ~ l³), a sila, obuslovlennaya D. i., - proporcional'no ploshadi ego poverhnosti, t.e. ~ l². T.o., pri malyh l rol' D. i. stanovitsya sushestvennoi. Poetomu deistviya D. i. i gravitacii na pylinki i molekuly, vhodyashie, napr., v sostav komet, sravnimy po velichine. Eto ob'yasnyaet svoeobrazie dinamiki takih chastic.

V nedrah zvezd izluchenie nahoditsya v lokal'nom termodinamicheskom ravnovesii s veshestvom, i ego pochti izotropnoe davlenie opredelyaetsya f-loi $p_i=u/3=aT^4/3$ , gde T - temp-ra, a - postoyannaya, svyazannaya s postoyannoi v Stefana-Bol'cmana zakone izlucheniya $\sigma$ sootnosheniem $a=4\sigma/c$ . V etom sluchae rezul'tiruyushaya sila, deistvuyushaya na element ob'ema, opredelyaetsya raznost'yu davlenii na protivopolozhnye ego poverhnosti, t.e. proporcional'na gradientu D. i. Gradient D. i., tak zhe kak gradient davleniya veshestva, yavl. siloi, uravnoveshivayushei tyagotenie zvezdy. Pri lokal'nom termodinamich. ravnovesii davlenie v norm. zvezde opredelyaetsya davleniem ideal'nogo gaza i D. i.:
$p=\rho RT/\mu+aT^4/3$
gde $\rho$ i $\mu$ - plotnost' i molekulyarnaya massa veshestva, R - gazovaya postoyannaya. Dlya bol'shinstva zvezd D. i. mnogo men'she davleniya veshestva p_v. Chem massivnee zvezda, tem vyshe ee svetimost' i tem bol'she otnoshenie p_i/p_v. Pri ${\mathfrak M}\sim {\mathfrak M}_\odot$ ( ${\mathfrak M}$ - massa zvezdy) p_i/p_v ~ 1. V gipoteticheskih sverhmassivnyh zvezdah, s ${\mathfrak M}\sim (10^5-10^9) {\mathfrak M}_\odot$ , sushestvovanie k-ryh vozmozhno v yadrah galaktik i kvazarah, D. i. namnogo prevyshaet davlenie veshestva:
$p_i/p_v\sim ({\mathfrak M}/{\mathfrak M}_\odot)^{1/2}$ .

Potok izlucheniya, vyhodyashii iz zvezdy, okazyvaet davlenie na ee vnesh. sloi. Velichina etoi sily proporcional'na secheniyu vzaimodeistviya izlucheniya s veshestvom S_r i v pereschete na odin proton ravna:
$F_L={LS_r\over {4\pi r^2 c\mu_e}}$
gde L - svetimost' zvezdy, r - rasstoyanie ot centra zvezdy, $\mu_e$ - chislo nuklonov na odin elektron. Kogda sila F_L prevysit silu gravitac. prityazheniya $F_G=G{\mathfrak M}(r)m_p/r^2$ [m_p - massa protona, ${\mathfrak M}(r)$ - massa veshestva zvezdy vnutri radiusa r i G - gravitacionnaya postoyannaya], veshestvo nachinaet istekat' iz zvezdy pod deistviem D. i. Svetimost' zvezdy, otvechayushaya usloviyu F_G=F_L, nazyvaetsya kriticheskoi svetimost'yu Eddingtona i ravna:
$L_Ed={4\pi cG{\mathfrak M}(r)\over {S_r}}\;\mu_e m_p$
Velichinu $S_r/\mu_e m_p=\varkappa$ nazyvayut prozrachnost'yu veshestva. Otnoshenie ${\mathfrak M}(r)/\varkappa$ zavisit ot r. Esli vo vsei zvezde L>L_Ed, to sushestvovanie takoi zvezdy nevozmozhno, tak kak D. i. privedet k ee razletu. Na pozdnih stadiyah evolyucii massivnyh zvezd vo vnesh. oblastyah L>L_Ed, chto privodit k istecheniyu veshestva iz zvezdy. Odnako osn. ee massa ostaetsya v sostoyanii ravnovesiya s L < L_Ed. D. i. v spektral'nyh liniyah vysokoionizovannyh ionov ugleroda, kisloroda i dr. elementov yavl. odnoi iz prichin, privodyashih k zvezdnomu vetru ot goryachih zvezd.

Potok izlucheniya, vyhodyashii iz zvezdy, vzaimodeistvuet gl. obr. s elektronami plazmy, sostavlyayushei atmosferu zvezdy, a tyagotenie deistvuet v osnovnom na protony i yadra. Razlichie v deistviyah sil D. i. i tyagoteniya privodit k razdeleniyu zaryadov i poyavleniyu polozhit. zaryada Q na zvezde. Etot zaryad, obuslovlennyi izbytochnymi protonami, s odnoi storony, ottalkivaet protony i chastichno uravnoveshivaet ih gravitaciyu, a s drugoi - prityagivaet elektrony i prepyatstvuet ih udaleniyu pod deistviem D. i. Iz ravenstva sily, obuslovlennoi D. i., i elektrich. sily mozhet byt' opredelen zaryad zvezdy (pri uslovii, chto istechenie veshestva i akkreciya otsutstvuyut):
$Q={G{\mathfrak M}\mu_e m_p\over e}\cdot {L\over {L_Ed}}$ ,
gde e - zaryad elektrona.

Lit.:
Zel'dovich Ya.B., Novikov I.D., Relyativistskaya astrofizika, M., 1967.

(S.A. Kaplan, G.S. Bisnovatyi-Kogan)

S. A. Kaplan, G. S. Bisnovatyi-Kogan, "Fizika Kosmosa", 1986
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 Publikacii so slovami: davlenie izlucheniya
Sm. takzhe: Istechenie veshestva iz zvezd Solnechnyi parus Kriticheskaya svetimost' (=Eddingtonovskaya svetimost') Davlenie sveta Otvodit' asteroidy podal'she, izmenyaya ih al'bedo Radiacionnye diskony - novye astrofizicheskie ob'ekty Tumannost'-prizrak v Pleyadah

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati