بادبان خورشیدی با فشار تابشی2

اجسام مادی از ذرات باردار تشکیل شده است. موج الکترومغناطیسی که بر روی جسم رخ می دهد ، مطابق با نیروی لورنتس ، بر ذرات باردار نیرو وارد می کند. همانطور که در بخش قبلی بحث شد ، این نیروها بر روی ذرات جسم کار می کنند و انرژی آن را افزایش می دهند. انرژی که نور خورشید به همراه دارد بخشی آشنا در هر روز آفتابی گرم است. از ویژگی های بسیار کم آشنای تابش الکترومغناطیسی فشار بسیار ضعیفی است که تابش الکترومغناطیسی با اعمال نیرویی در جهت موج ایجاد می کند. این نیرو به این دلیل اتفاق می افتد که امواج الکترومغناطیسی دارای تکانه هستند و حرکت می کنند.
برای درک جهت نیرو برای یک مورد کاملاً خاص ، یک موج الکترومغناطیسی صفحه ای را که روی فلزی اتفاق می افتد در نظر بگیرید که در آن حرکت الکترون ، به عنوان بخشی از جریان ، با مقاومت فلز تخلیه می شود ، به طوری که میانگین حرکت الکترون در فاز با نیروی ایجاد کننده آن. این قابل مقایسه با جسمی است که در برابر اصطکاک حرکت می کند و به محض توقف نیروی هل دادن آن متوقف می شود . هنگامی که میدان الکتریکی در جهت محور y مثبت باشد ، الکترونها در جهت y منفی حرکت می کنند ، و میدان مغناطیسی در جهت محور z مثبت حرکت می کنند. با بکار بردن قانون دست راست و حساب کردن بار منفی الکترون ، می توان دریافت که نیروی وارد شده به الکترون از میدان مغناطیسی در جهت محور x مثبت است که همان جهت انتشار موج است. وقتی میدان
→
E
معکوس شود ، میدان
→
B
نیز چنین می کند و نیرو دوباره در همان جهت است. تصویرفشار تابشی که توسط یک موج الکترومغناطیسی روی یک سطح کاملاً جذب شده اعمال می شود برابر است با چگالی انرژی موج اگر ماده کاملاً منعکس کننده باشد ، مانند یک سطح فلز ، و اگر میزان آن در امتداد سطح نرمال باشد ، فشار وارد شده دو برابر بیشتر است زیرا جهت حرکت هنگام انعکاس معکوس می شود:
P
net
=
P
incident
+
P
emitted
=
2
I
f
c
فشار لحظه ای ، اما چون تراکم انرژی به سرعت در حال نوسان است ، ما معمولاً به فشار تابشی میانگین زمان علاقه مند هستیم با توجه به شدت بیان میشه .تابش الکترومغناطیسی بر روی هر چیزی که با آن مواجه می شود فشار وارد می کند. این فشار به عنوان تابش فشار شناخته می شود و می توان آن را انتقال حرکت از فوتون ها هنگام برخورد به سطح جسم تصور کرد.