Взаимодействие света с веществом. Дисперсия света Различия в дифракционном и призматическом спектрах

5.5 Давление света

1. 
   Впервые гипотеза о световом давлении была высказана Кеплеров в 1619 году для объяснения отклонения хвостов комет, пролетающих вблизи Солнца.
   
2. 
   В 1873 году Максвелл предсказал величину светового давления.
   
3. 
   Экспериментально удалось измерить световое давление лишь в 1899 году Лебедеву.
   

Общее давление солнечного света на Землю равно 6*108 Н.
Э/м теория Максвелла предсказала, что э/м волны, падающие на преграду должны оказывать на неё давление. Такое действие света объясняется поперечностью э/м волн. Если в веществе преграды имеются электроны проводимости, то под действием электронов поперечной падающей волны в нем возникают микротоки, на которые со стороны магнитного поля волны будет действовать сила Лоренца.

Направление силы Лоренца совпадает с направлением распространения падающей волны.

Максвелл нашёл, что при нормальном падении плоской монохроматической э/м волны на плоскую преграду с коэффициентом отражения R световое давление:

 , (*)

где  – интенсивность света, c – скорость света в вакууме.

Вывод теории Максвелла о существовании светового давления при рассмотрении с квантовой точки зрения вынуждает учесть импульс каждого фотона.
Т.к. он движется со скоростью c, то его импульс будет

 .

Если коэффициент отражения энергии преградой = R, а число фотонов, попадающих на единицу поверхности преграды, при интенсивности 

 ,

То из них поглотится (1-R)N фотонов, а отразится RN фотонов.

В квантовой оптике давление света истолковывается как результат передачи отражающим поглощающим телам импульса фотонов.
Давление света на плоскую поверхность тела равна численному значению нормальной составляющей суммарного импульса, передаваемого фотонами телу на единице площади за единицу времени.
Тогда полное давление свету будет

 ,

что совпадает с результатами Максвелла (*).

Высокая когерентность излучения лазеров позволяет концентрировать его в пучки с очень малым сечением, где развивается громадное давление.