Fénynyomás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

A fénynyomás a fény által a fénynek kitett felületre kifejtett mechanikai nyomás. A fény részecskesajátságainak egyike ugyanis, hogy mechanikai nyomást fejt ki arra a felületre, amelyen elnyelődik vagy visszaverődik.[1]

Felfedezése[szerkesztés]

1874-ben James Clerk Maxwell fedezte fel, hogy a sugárnyomás az elektromágneses elméletből vezethető le.

1876-ban Adolfo Bartoli vezette le a sugárnyomást a termodinamikából.

A Maxwell–Bartoli-tétel[szerkesztés]

Ennek nyomán a fénynyomás leírására az úgynevezett Maxwell–Bartoli-tételt használják, ami a beesési szögben érő fénynyaláb nyomását adja meg:

Ahol a felület fényvisszaverő képessége, az áteresztőképesség, a fénynyaláb térfogati energiasűrűsége. Az különbség pontosan megadja egy beeső foton elnyelődésének a valószínűségét. Ha megvizsgáljuk közelebbről a fent említett egyenletet, akkor megállapítható, hogy minél jobban visszaveri a fényt egy felület (minél közelebb van az az 1-hez), annál nagyobb lesz a rá ható fénynyomás.

Crookes-féle radiométer

A Crookes-féle radiométer[szerkesztés]

A fénynyomással kapcsolatos egyik legismertebb demonstrációs eszköz a Crookes-féle radiométer vagy más néven fénymalom. Ez egy vákuumba helyezett tű hegyére illesztett négykarú lapátos kerék, amelynek lapátjai egyik oldalon kormozottak. A kerék fény hatására forgásba jön. A jelenség magyarázata összetett: a lapátok két oldalán kialakuló hőmérséklet-különbség hatása nem elhanyagolható, de a fénynyomásnak is van szerepe a mozgás létrejöttében. Fénymalmot először Sir William Crookes (1832–1919) brit fizikus és kémikus készített, miután arra figyelt fel, hogy a vákuumban végzett nagy pontosságú tömegmérést a közvetlen napfény megzavarja.

Elképzelhető felhasználásai[szerkesztés]

Ezzel kapcsolatban felmerült, hogy a Földön vitorlázásra használt szélenergiához hasonlóan, űrhajók mozgatására is fel lehetne használni a Nap fénye hatására kialakuló fénynyomást. Ez lenne a napvitorlázás. Az ötletet már Jules Verne is felvetette Utazás a Holdba című regényében 1865-ben. Tudományosan is vizsgálták a napvitorlázást, az eredmény összefoglalva az, hogy a Naprendszeren belül elvileg alkalmas űrhajó mozgatására a fénynyomás, de az úrhajó feljuttatásához továbbra is a megfelelő tólóerőt képviselő rakéta szükséges. A napvitorlás megmozgatta a tudományos-fantasztikus filmek alkotóinak a fantáziáját is (pl. Csillagok háborúja).

Források[szerkesztés]

  • Lente Gábor:Távolban egy napvitorla, Természet Világa, 146. évf. 9.sz.
  • Dr. Bergou János - Dr. Erostyák János - Dr. Kozma László - Dr. Pintér Ferenc:Általános fizika III. - Fénytan - Relativitáselmélet – Atomhéjfizika, Dialóg Campus Kiadó, 2003.
  • Crookes, William (1 January 1874). "On Attraction and Repulsion Resulting from Radiation" (PDF). Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 164: 501–527

Kapcsolódó cikkek[szerkesztés]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. A fénynek kettős természete van: egyszerre mutat részecske- és hullámtulajdonságokat.