辐射压

✍ dations ◷ 2025-12-04 06:25:51 #天体力学,物理现象

辐射压(Radiation pressure)(亦称光压)是电磁辐射对所有暴露在其下的物体表面所施加的压力。如果被吸收,压力是流量密度除以光速;如果完全被反射,辐射压将会加倍。例如,太阳辐射的能量在地球的流量密度是1367 W/m2,所以吸收状态下的辐射压是 4.6 µPa(参考气候模型)。

1871年,英国物理学家麦克斯韦从理论上推论出电磁辐射会对所有暴露在其下的物体表面施加压力的事实,并且先后于1900年被俄罗斯物理学家彼得·列别捷夫、1901年被尼古拉斯和赫尔经由实验证实。这压力非常微弱,但能在保持精确平衡下反射电磁辐射的金属翻版(尼古拉斯辐射计),经由精确的实验查出他的踪迹。

或许由电磁学理论显示,在量子论或热力学都没有对辐射本质做任何的假设,暴露在空间的物体表面,每单位体积所承受的压力是在该空间内来自四面八方的总压力的三分之一。

对于黑体辐射,被暴露的表面是平衡的,能量密度是符合斯特藩-玻尔兹曼定律的,等于4/3;此处是斯特藩-玻尔兹曼常数, 是光速,是该处空间的绝对温度。三分之一的能量等于 6.305×10−174 J/(m3K4),因此是与前述以压力单位巴(Pa)表示的是相等的。

例如,在水的沸点(373.15K),辐射压只有3微巴(约为每平方英里两磅的力)。如果辐射具有方向性(在行星际空间,来自太阳的能量流占有压倒性的分量),辐射压可增强三倍,达到4/;如果物体是理想的反射体,压力还可以倍增成为24/。一个太阳帆位于辐射温度相当于水的沸点之处,会承受到22微巴的辐射压,或是接近13 lbf/sq mi。如此微弱的辐射压,还是可以对微小的质点,像是气体、离子和电子,产生明显的作用, 并且对来自太阳、彗星物质等等发射电子的理论是很重要的(参考亚尔科夫斯基效应、YORP效应)。

在恒星内部的温度非常高,恒星模型预测太阳在核心的温度约1,500万K,超巨星核心的温度更高达10亿K。辐射压与温度的四次方成正比,因此在这样的高温下温度是很重要的因素。在太阳,辐射压力与气体压力比较仍是微不足道的;但在大质量的恒星,辐射压是所有压力中最主要的成分。

太阳帆是被提出作为太空船推进的一种方法,将使用太阳辐射压力做为动力的来源,民间的太空船宇宙1号已经在尝试使用这种形式的动力。

在声学,辐射压是当声波穿过两个媒介体之间的接触位置时,以单一方向施加在该处的压力。

相关

  • 三日疟原虫Haemamoeba malariae Feletti and Grassi, 1889 Plasmodium malariae var. quartanae Celli and Sanfelice, 1891 Plasmodium malariae quartanae Kruse, 1892 Haemamoeba l
  • ΡRho(大写Ρ,小写ρ,中文音译:柔、若),是第十七个希腊字母。小写ρ用于:西里尔字母的 Р 及拉丁字母的 R 都是由 Rho 演变而成。
  • 鞭打鞭打是虐待的手段之一,也是一种刑罚,现在马来西亚、新加坡、伊朗和沙特阿拉伯仍有鞭刑。有些施虐者或受虐者在进行虐恋活动时也采取鞭打方式,使用一般为不会造成伤害的马尾鞭,使
  • 胆甾烷(1S,2S,10R,11S,14R,15R)-2,15-二甲基-14-四环十七烷胆甾烷(英语:Cholestane)是一种饱和的四环三萜化合物,是胆固醇成岩作用产生的主要C-27生物标记,在岩石记录中最为丰富。在石
  • ISO 15919ISO 15919(转换天城文和有关的婆罗米系文字为拉丁字符)是2001年由国际标准化组织确立的把印度文字转写为拉丁字母的国际标准。它使用变音符号来把更大字符集的婆罗米文字辅音
  • 恭亲王奕䜣恭忠亲王奕䜣(满语:ᡳ ᡥᡳᠨ,转写:I Hin;1833年1月11日-1898年5月29日),号乐道堂主人,满洲爱新觉罗氏、道光帝第六子,咸丰帝同父异母弟弟,生母为孝静成皇后博尔济吉特氏,道光帝遗诏封“
  • 河南日报报业集团河南日报报业集团是成立于2000年7月28日的报业集团,集团现有河南日报、河南日报(农村版)、大河报、大河文摘报、大河健康报、河南商报、河南法制报、期货日报、今日消费、河南
  • 卢西恩·桑马特安卢西恩·桑马特安(罗马尼亚语:Lucian Sânmărtean;1980年3月13日-)是一位罗马尼亚足球运动员。在场上的位置是自由人。他现在效力于沙特阿拉伯足球联赛球队伊蒂哈德足球俱乐部。
  • 钟卷自斋钟卷自斋,日本剑道家。出身不详。曾向中条流的富田势源学习剑道,苦练剑术,后自创了钟卷流,并担任北条家的剑术指导。有一说,说伊藤一刀斋与佐佐木小次郎也曾拜他为师。
  • 赵可教赵可教(1531年-1590年),字心轩,四川省成都府温江县人,治《诗经》三房,年六十二岁中式万历二十年壬辰科第三甲第七十七名进士。癸巳正月初四日生,曾祖赵万里、祖赵本俊、父赵斌。中式