Впервые Максвелл, исходя из теории электромагнетизма, показал необходимость существования светового давления. Действительно, пусть на плоскую поверхность тела падает перпендикулярно к ней электромагнитная волна (рис. 2). Векторы 
и 
лежат в плоскости поверхности тела. Под действием силы 
со стороны электрической составляющей положительный заряд начнет смещаться вдоль поверхности по направлению , а отрицательный – против. Со стороны магнитной составляющей на движущиеся заряженные частицы действует сила пропорциональна 
, т.е. в конечном счете произведению
, а она пропорциональна плотности электромагнитной энергии ω. Эта сила перпендикулярна 
и т.е. направлена внутрь тела. Плотность лучистой энергии можно выразить через освещенность Е, как
, учитывая коэффициент отражения ρ можно записать световое давление в виде
(8)
Впервые экспериментально световое давление измерил Лебедев с помощью крутильных весов (рис. 3). Свет направляется на крылышки вертушки, поворот которой измерялся по отражению от зеркальца, прикрепленного на вертушке. Когда свет направляется на блестящее крылышко, световое давление должно быть приблизительно в два раза больше чем при падении на зачерненное крылышко. Результаты, полученные Лебедевым в 1900 г., совпали с теоретическими с точностью до 20 %. Световое давление можно объяснить и с позиции квантовой теории.
Освещенность можно выразить через число фотонов, падающих на поверхность в 1м2 за 1с равным N и его энергию hν, т.е. Е=Nhν. Так как каждый фотон обладает импульсом 
, то он сообщает поглощающей поверхности этот импульс, а отражающей поверхности 
, так как при отражении импульс фотона изменяется от 
до 
. Итак, импульс, полученный поглощающей поверхностью за 1 с, 1 м2, будет равен 
. Но импульс, сообщаемый за 1с 1м2
поверхности, и есть давление на эту поверхность, следовательно, поглощающая поверхность испытывает давление 
, а отражающая 
. В общем случае, когда коэффициент отражения ρ, то из числа N фотонов поглощается (1–ρ)N и отражается ρN. Следовательно, сообщаемый поверхности импульс будет
, (9)
Что совпадает с формулой (8).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему