- •Теорема Гаусса для магнитной индукции: Поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю:
- •Закон Фарадея. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в системе си): где — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,
- •Векторная форма. В дифференциальной форме закон Фарадея можно записать в следующем виде: (в системе си)
- •Потенциальная форма. При выражении магнитного поля через векторный потенциал, закон Фарадея принимает форму: (в отсутствие электростатического поля)
- •Теория явления
- •Законы преломления электромагнитных волн
- •Типы поляризации
- •Ток смещения в радиоэлектронике
- •При рассеянии
- •В отсутствие рассеяния
- •Применение Возможными областями применения являются солнечный парус и разделение газов[1], а в более отдалённом будущем — фотонный двигатель.
- •Теория явления
- •1)Дифракция Фраунгофера на щели
- •Типы поляризации
- •Теория явления
- •Законы преломления электромагнитных волн
- •Типы поляризации
В отсутствие рассеяния
Для вычисления давления света при нормальном падении излучения и отсутствии рассеяния можно воспользоваться следующей формулой:
![]()
где I —
количество лучистой
энергии,
падающей нормально на 1 м² поверхности
за 1 с, т. е. интенсивность падающего
излучения;
— скорость
света,
— коэффициент
пропускания,
— коэффициент
отражения.
Давление солнечного света на перпендикулярную свету зеркальную поверхность, находящуюся в космосе в районе Земли, легко рассчитать через плотность потока солнечной (электромагнитной) энергии на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (солнечная постоянная). Оно составляет 4,6 мкН/м² = 4,6×10−11[источник не указан 129 дней] атм (см. солнечная постоянная).
Если
свет падает под углом
к
нормали, то давление можно выразить
формулой:
![]()
где
—
объёмная плотность
энергии излучения,
— коэффициент
пропускания,
—
коэффициент отражения,
— единичный
вектор в
направлении падающего пучка,
—
единичный вектор в направлении отражённого
пучка.
Например, тангенциальная составляющая силы давления света на единичную площадку будет равна:
![]()
Нормальная
составляющая силы давления света на
единичную площадку будет равна: ![]()
Отношение
нормальной и тангенциальной составляющих
равно: ![]()
При рассеянии
Если рассеяние света поверхностью и при пропускании, и при отражении подчиняется закону Ламберта, то при нормальном падении давление будет равно:
![]()
где I — интенсивность падающего излучения, K — коэффициент диффузного пропускания, A — альбедо.
В случае, когда отражённое и пропущенное излучение является частично направленным и частично рассеянным, справедлива формула:
![]()
где I —
интенсивность падающего излучения,
—
коэффициент направленного пропускания, K —
коэффициент диффузного пропускания,
—
коэффициент направленного отражения, A —
альбедо рассеяния.
Давление фотонного газа
Изотропный фотонный газ, имеющий плотность энергии u, оказывает давление:
![]()
В частности, если фотонный газ является равновесным (излучение абсолютно чёрного тела) с температурой T, то его давление равно:
![]()
где σ — постоянная Стефана-Больцмана
Физический смысл
Давление электромагнитного излучения является следствием того, что оно, как и любой материальный объект, обладающий энергией E и движущийся со скоростью v, также обладает импульсом p = Ev/c². А поскольку для электромагнитного излучения v = c, то p = E/c.
В электродинамике давление электромагнитного излучения описывается тензором энергии-импульса электромагнитного поля.
Корпускулярное описание
Если рассматривать свет как поток фотонов, то, согласно принципам классической механики, частицы при ударе о тело должны передавать ему импульс, другими словами — оказывать давление.
Волновое описание
С точки зрения волновой теории света электромагнитная волна представляет собой изменяющиеся и взаимосвязанные во времени и пространстве колебания электрического и магнитного полей. При падении волны на отражающую поверхность, электрическое поле возбуждает токи в приповерхностном слое, на которые действует магнитная составляющая волны. Таким образом, световое давление есть результат сложения многих сил Лоренца, действующих на частицы тела.
