Вопрос 6. Давление света. Квантовое объяснение давления света

Опыты П.Н. Лебедева

В 1901г. П.Н. Лебедев, проводя тщательные измерения, установил, что свет, падая на какую – либо поверхность, оказывает на нее давление, зависящее от светового потока и отражающей способности поверхности тела.

Устройство, с помощью которого П. Лебедев измерял световое давление, представляло собой легкий каркас с укрепленными на нем тонкими «крылышками» - светлыми и темными дисками толщиной от 0,01 до 0,1мм (рис.5)

рис.5

Иски располагались симметрично относительно оси подвеса, вокруг которой каркас мог поворачиваться. Свет, падая на «крылышки», оказывал на светлые и затемненные диски различное давление. В результате каркас, подвешенный на тонкой стеклянной нити, испытывал вращающий момент, который закручивал нить. Давление света определялось по углу закручивания нити. Это явление может быть объяснено как на основе волновых представлений о свете, так и с точки зрения квантовой теории света.

Согласно электромагнитной теории света, давление света объясняется возникновением механических сил, действующих на электроны освещаемого тела со стороны электрического и магнитного компонента ЭМП.

Давлением света называется давление, которое производят ЭМВ света, падающие на поверхность какого – либо тела. Согласно вычислениям, проведенным по электромагнитной теории света Максвелла, давление, оказываемое падающей ЭМВ на поверхность, составляет:

(9)

Е – освещенность, с – скорость света

Из предыдущих лекций известно, что , тогда .

Если учесть, что на поверхность действует и отраженная волна (ρ– коэффициент отражения), то:

(10)