Веленью Божьему, о муза, будь послушна! Книга 1. Вечный двигатель. Космическое миропонимание. Евгений Кузьменков

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ Пётр Николаевич Лебедев. Опыт, проведённый им в 1899 году, подтвердил предположение Максвелла о том, что световое давление на твёрдые тела существует.

      Для проведения своего опыта Лебедев создал специальный прибор, который представлял собой стеклянный сосуд. Внутрь сосуда помещался лёгкий стерженёк на тонкой стеклянной нити. По краям этого стерженька были прикреплены тонкие лёгкие крылышки из различных металлов и слюды. Из сосуда выкачивался воздух. С помощью специальных оптических систем, состоящих из источника света и зеркал, пучок света направлялся на крылышки, расположенные с одной стороны стерженька. Под воздействием светового давления стерженёк поворачивался, и нить закручивалась под каким-то углом.

      По величине этого угла и определяли величину светового давления. Чтобы сделать эксперимент более точным, Лебедев взял сосуд большого объёма. Крылышко он изготовил из двух пар очень тонких кружочков из платины.

      По одну сторону стерженька кружочки были блестящими с обеих сторон, по другую – одну из сторон покрыли платиновой чернью. Пучки света направлялись на них то с одной, то с другой стороны, чтобы уравновесить силы, действующие на крылышки. В результате давление света на крылышки было измерено. Результаты опыта подтвердили теоретические предположения Максвелла о существовании светового давления. А его величина была почти такой же, как и предсказал Максвелл.

      В 1907–1910 годах с помощью более точных экспериментов Лебедев измерил давление света на газы. Свет, как любое электромагнитное излучение, обладает энергией Е. Его импульс р = Ev/c², где v – скорость электромагнитного излучения, c – скорость света. Так как v = с, то р = E/с.

      Энергия фотона ε_ф = hv = hc/λ (1) лежит в широком диапазоне от нескольких электрон-вольт для видимого света (λ ≈ 500 нм) до миллионов электрон-вольт для жёсткого гамма-излучения (λ ≈ 10⁻³нм).

      Как и любая материальная частица, фотон имеет массу m_ф, которая связана с его энергией релятивистской формулой:

      m_фc² = ε_ф. С учётом (1) находим mф =

(2).

      Движущийся со скоростью c фотон обладает импульсом, величина которого связана с его энергией релятивистским соотношением p_фc = ε_ф, учитывающим, что масса покоя фотона равна нулю. Отсюда, с учётом (2), следует, что pф =

(3).

      Для излучения фотона, направление распространения которого задаётся волновым вектором, модуль которого k =, формулу (3) можно записать в векторном виде:

      С появлением квантовой теории свет стали рассматривать как поток фотонов – элементарных частиц, квантов света. Ударяясь о тело, фотоны передают ему свой импульс, то есть оказывают давление. Несмотря на то, что величина светового давления очень мала, тем не менее оно в космическом масштабе может принести пользу человеку.

      Ещё в 1920 году советский СКАЧАТЬ