Давление света

Тончайшие химические реакции порождает свет. Одновременно он оказывается способным на простые механические деяния. Он давит на окружающие тела. Правда, и здесь свет проявляет известную деликатность. Световое давление очень невелико. На квадратный метр земной поверхности в ясный солнечный день приходится сила всего лишь около половины миллиграмма.

На весь земной шар действует довольно значительная сила, около 60 000 тонн, но она ничтожно мала по сравнению с гравитационной силой (в 1014 раз меньше).

Поэтому для обнаружения светового давления понадобился громадный талант П. Н. Лебедева. Им было измерено в начале нашего века давление не только на твердые тела, но и на газы.

Несмотря на то, что световое давление очень мало, действие его иногда можно наблюдать непосредственно простым глазом. Для этого нужно увидеть комету.

Уже давно было замечено, что хвост кометы, состоящий из мельчайших частиц, при движении ее вокруг Солнца всегда направлен в противоположную от Солнца сторону.

Частицы хвоста кометы столь малы, что силы светового давления оказываются сравнимыми или даже превосходящими силы притяжения их к Солнцу. Поэтому кометные хвосты отталкиваются от Солнца.

Нетрудно понять, почему это происходит. Сила тяготения пропорциональна массе и, следовательно, кубу линейных размеров тела. Солнечное же давление пропорционально величине поверхности и, значит, квадрату линейных размеров. При уменьшении частиц силы тяготения вследствие этого убывают быстрее, чем давление, и при достаточно малых размерах частиц становятся меньше сил светового давления.

Интересный случай произошел с американским спутником «Эхо». После выхода спутника на орбиту сжатым газом была наполнена большая полиэтиленовая оболочка. Образовался легкий шар диаметром около 30 метров. Неожиданно выяснилось, что за один оборот давлением солнечных лучей он смещается с орбиты на 5 метров. В результате вместо 20 лет, как было запланировано, спутник удержался на орбите меньше года.

Внутри звезд при температуре в несколько миллионов градусов давление электромагнитных волн должно достигать громадной величины. Надо полагать, что оно наряду с гравитационными силами и обычным давлением играет существенную роль во внутризвездных процессах.

0242.gif

Механизм возникновения светового давления сравнительно прост, и мы можем сказать о нем несколько слов. Электрическое поле падающей на вещество электромагнитной волны раскачивает электроны. Они начинают колебаться в поперечном направлении к направлению распространения волны. Но это еще само по себе не вызывает давления.

На пришедшие в движение электроны начинает действовать магнитное поле волны. Оно-то как раз и толкает электроны вдоль светового луча, что и приводит в конечном счете к появлению давления на кусок вещества в целом.