>> แรงกดเบา ๆ

§ 91 ความดันแสง

ตามแม็กซ์เวลล์ ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าแสงทำนายว่าแสงควรจะกดดันสิ่งกีดขวาง

ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของคลื่นที่ตกกระทบบนพื้นผิววัตถุ เช่น โลหะ อิเล็กตรอนอิสระจะเคลื่อนที่ไปในทิศทาง ตรงข้ามกับเวกเตอร์(รูปที่ 11.7) อิเล็กตรอนที่กำลังเคลื่อนที่ถูกกระทำโดยแรงลอเรนซ์ที่พุ่งไปในทิศทางของการแพร่กระจายคลื่น รวมพลังกระทำต่ออิเล็กตรอนของพื้นผิวโลหะและกำหนดแรงกดแสง

เพื่อพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ การวัดความดันของแสงเป็นสิ่งสำคัญ นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้พยายามทำเช่นนี้แต่ก็ไม่ประสบผลสำเร็จ เนื่องจากแรงดันไฟต่ำมาก ในวันที่อากาศแจ่มใส แรงเท่ากับ 4 10 -6 N ออกฤทธิ์บนพื้นผิวที่มีพื้นที่ 1 m 2 ความดันของแสงถูกวัดครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Pyotr Nikolaevich Lebedev ในปี 1900

เลเบเดฟ ปีเตอร์ นิโคลาวิช (2409-2455)- นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียผู้เป็นคนแรกที่วัดความดันของแสงต่อของแข็งและก๊าซ ผลงานเหล่านี้ยืนยันทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ในเชิงปริมาณ ในความพยายามที่จะค้นหาหลักฐานการทดลองใหม่เกี่ยวกับทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสง เขาได้รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมิลลิเมตรและศึกษาคุณสมบัติทั้งหมดของมัน สร้างครั้งแรกในรัสเซีย โรงเรียนพละ- นักวิทยาศาสตร์โซเวียตที่โดดเด่นหลายคนเป็นลูกศิษย์ของเขา ชื่อของเลเบเดฟคือ สถาบันกายภาพสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต (FIAN)

อุปกรณ์ของ Lebedev ประกอบด้วยแท่งที่เบามากบนด้ายแก้วบาง ๆ แต่ขอบซึ่งมีปีกแสงติดอยู่ (รูปที่ 11.8) อุปกรณ์ทั้งหมดถูกวางไว้ในภาชนะที่ใช้สูบลมออก แสงตกบนปีกที่อยู่ด้านหนึ่งของไม้เท้า ค่าความดันสามารถตัดสินได้จากมุมการบิดของเกลียว ความยากลำบาก การวัดที่แม่นยำแรงกดดันเล็กน้อยเกี่ยวข้องกับการไม่สามารถสูบลมทั้งหมดออกจากถังได้ (การเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศที่เกิดจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของปีกและผนังของถังทำให้เกิดแรงบิดเพิ่มเติม) นอกจากนี้ การบิดเกลียวยังได้รับผลกระทบจากการให้ความร้อนที่ด้านข้างของปีกไม่เท่ากัน (ด้านที่หันเข้าหาแหล่งกำเนิดแสงจะร้อนมากกว่า ฝั่งตรงข้าม- โมเลกุลที่สะท้อนจากด้านที่ร้อนกว่าจะถ่ายเทโมเมนตัมไปยังวิงเล็ตมากกว่าโมเลกุลที่สะท้อนจากด้านที่มีความร้อนน้อยกว่า

แม้ว่า Lebedev จะสามารถเอาชนะความยากลำบากเหล่านี้ได้ก็ตาม ระดับต่ำเทคนิคการทดลองครั้งนั้นโดยเอาภาชนะที่ใหญ่มากและมีปีกที่บางมาก ในที่สุดการมีอยู่ของแรงดันเบาบนของแข็งก็ได้รับการพิสูจน์และวัดผลแล้ว ค่าที่ได้ใกล้เคียงกับที่แม็กซ์เวลล์ทำนายไว้ ต่อจากนั้นหลังจากทำงานมาสามปี Lebedev ก็สามารถทดลองที่ละเอียดอ่อนยิ่งขึ้นได้: เพื่อวัดความดันของแสงต่อก๊าซ

การเกิดขึ้นของทฤษฎีควอนตัมของแสงทำให้สามารถอธิบายสาเหตุของแรงดันแสงได้ง่ายขึ้น โฟตอนก็มีโมเมนตัมเหมือนกับอนุภาคของสสารที่มีมวลนิ่ง เมื่อร่างกายดูดซึมก็จะส่งแรงกระตุ้นไปยังร่างกาย ตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม โมเมนตัมของร่างกายจะกลายเป็น เท่ากับแรงกระตุ้นโฟตอนที่ดูดซับ ดังนั้นร่างกายที่อยู่นิ่งจึงเคลื่อนไหว การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของวัตถุตามกฎข้อที่สองของนิวตันหมายความว่าแรงที่กระทำต่อร่างกาย

การทดลองของ Lebedev ถือได้ว่าเป็นข้อพิสูจน์การทดลองว่าโฟตอนมีโมเมนตัม

แม้ว่าแรงดันไฟเข้าจะต่ำมากก็ตาม สภาวะปกติแต่ผลกระทบอาจมีนัยสำคัญ ภายในดาวฤกษ์ ที่อุณหภูมิหลายสิบล้านเคลวิน ความดันของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าน่าจะมีค่ามหาศาล มีแรงกดเบา ๆ ตามมาด้วย แรงโน้มถ่วงมีบทบาทสำคัญในกระบวนการที่เป็นตัวเอก

ตามหลักพลศาสตร์ไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ แรงดันแสงเกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของแรงลอเรนซ์ต่ออิเล็กตรอนของตัวกลางที่สั่นไหวภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า- จากมุมมองของทฤษฎีควอนตัม ความดันจะปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการถ่ายโอนแรงกระตุ้นโฟตอนไปยังร่างกายเมื่อถูกดูดซับ

Myakishev G. Ya. ฟิสิกส์ เกรด 11: ทางการศึกษา เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน: พื้นฐานและโปรไฟล์ ระดับ / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; แก้ไขโดย V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva - ฉบับที่ 17 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - อ.: การศึกษา, 2551. - 399 หน้า: ป่วย.

ดาวน์โหลดหนังสือเรียนทุกวิชา การพัฒนาแผนการสอนสำหรับครู ฟิสิกส์และดาราศาสตร์สำหรับเกรด 11 ออนไลน์

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัดการทดสอบตัวเอง การฝึกอบรม กรณีศึกษา การบ้านภารกิจ ปัญหาความขัดแย้ง คำถามเชิงวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนการอัปเดตส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน การแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบ แผนปฏิทินเป็นเวลาหนึ่งปี คำแนะนำด้านระเบียบวิธีโปรแกรมการอภิปราย บทเรียนบูรณาการ

48. องค์ประกอบ เลนส์ควอนตัม- พลังงาน มวล และโมเมนตัมของโฟตอน ที่มาของสูตรสำหรับแรงดันแสงตามแนวคิดควอนตัมเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง

ดังนั้นการแพร่กระจายของแสงจึงไม่ควรถือเป็นการแพร่กระจายคลื่นต่อเนื่อง

แต่เป็นกระแสของอนุภาคที่แยกจากกันซึ่งอยู่ในอวกาศ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วของการแพร่กระจายแสงในสุญญากาศ ต่อมา (ในปี 1926) อนุภาคเหล่านี้ถูกเรียกว่าโฟตอน โฟตอนมีคุณสมบัติทั้งหมดของอนุภาค (คลังข้อมูล)

การพัฒนาสมมติฐานของพลังค์นำไปสู่การสร้างแนวคิดเกี่ยวกับ คุณสมบัติควอนตัมสเวต้า ควอนตัมของแสงเรียกว่าโฟตอน ตามกฎของสัดส่วนของมวลและพลังงานและสมมติฐานของพลังค์ พลังงานโฟตอนถูกกำหนดโดยสูตร

.

เมื่อทำให้ด้านขวามือของสมการเท่ากัน เราจะได้นิพจน์สำหรับมวลโฟตอน

หรือคำนึงว่า

โมเมนตัมโฟตอนถูกกำหนดโดยสูตร:

มวลที่เหลือของโฟตอนเป็นศูนย์ ควอนตัม รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าดำรงอยู่ได้โดยการแพร่กระจายด้วยความเร็วแสงเท่านั้นโดยมีค่าพลังงานและโมเมนตัมจำกัด ในแสงสีเอกรงค์ที่มีความถี่ ν โฟตอนทั้งหมดจะมีพลังงาน โมเมนตัม และมวลเท่ากัน

แรงดันเบาๆ

รังสีแสงสามารถถ่ายเทพลังงานไปยังร่างกายได้ในรูปของแรงดันทางกล

เขาพิสูจน์ว่าแสงที่ถูกดูดซับโดยแผ่นสีดำสนิทนั้นออกแรงกระทำต่อมัน แรงกดเบาแสดงออกในความจริงที่ว่าแรงกระจายกระทำบนพื้นผิวที่ส่องสว่างของร่างกายในทิศทางของการแพร่กระจายของแสง ซึ่งแปรผันตามความหนาแน่นของพลังงานแสงและขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติทางแสงพื้นผิว

จากการใช้กฎกลศาสตร์กับการวัดทางแสงของ Lebedev ทำให้ได้รับความสัมพันธ์ที่สำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าพลังงานมีค่าเท่ากับมวลเสมอ ไอน์สไตน์เป็นคนแรกที่ชี้ให้เห็นว่าสมการ mc 2 =E เป็นสมการสากลและควรจะใช้ได้กับพลังงานทุกประเภท

ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้จากมุมมองของทั้งแนวคิดเกี่ยวกับคลื่นและคอร์ปัสมาคัลเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง ในกรณีแรก นี่คือผลลัพธ์ของการโต้ตอบ กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในร่างกาย สนามไฟฟ้าคลื่นแสงซึ่งมีสนามแม่เหล็กตามกฎของแอมแปร์ สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของคลื่นแสงซึ่งเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในอวกาศและเวลาเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวของสารจะออกแรงกับอิเล็กตรอนของอะตอมของสาร สนามไฟฟ้าของคลื่นทำให้อิเล็กตรอนเกิดการสั่น ลอเรนซ์แรงจากด้านข้าง สนามแม่เหล็กคลื่นมีทิศทางตามทิศทางของการแพร่กระจายคลื่นและเป็นตัวแทน แรงกดเบา- ทฤษฎีควอนตัมอธิบายความดันของแสงโดยข้อเท็จจริงที่ว่าโฟตอนมีโมเมนตัมที่แน่นอน และเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร พวกมันจะถ่ายโอนส่วนหนึ่งของโมเมนตัมไปยังอนุภาคของสสาร ดังนั้นจึงออกแรงกดบนพื้นผิวของมัน (สามารถวาดการเปรียบเทียบด้วยการกระแทกได้ ของโมเลกุลบนผนังของถัง ซึ่งโมเมนตัมที่ถ่ายโอนไปยังผนังจะกำหนดความดันก๊าซในถัง)

เมื่อถูกดูดซึม โฟตอนจะถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังร่างกายที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กัน นี่คือสาเหตุของความกดดันเล็กน้อย

เรามาพิจารณาความดันของแสงบนพื้นผิวโดยใช้ทฤษฎีควอนตัมของการแผ่รังสี

ปล่อยให้รังสีที่มีความถี่ ν ตกตั้งฉากกับพื้นผิวบางส่วน (รูปที่ 5) ปล่อยให้รังสีที่ประกอบด้วยโฟตอน N ตกลงบนพื้นผิวเรียบ

สำรอง ∆ S สำหรับเวลา ∆ t พื้นผิวดูดซับโฟตอน N 1 และสะท้อนกลับ

Xia N 2 เช่น N = N 1 + N 2

	ต่อ 48
โฟตอนที่ถูกดูดซับแต่ละตัว (แรงกระแทกที่ไม่ยืดหยุ่น) จะถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังพื้นผิว				และทุกคนจาก-
โฟตอนที่ได้รับผลกระทบ (ผลกระทบแบบยืดหยุ่น) จะถ่ายโอนโมเมนตัมไป			จากนั้นโฟตอนที่ตกกระทบทั้งหมดจะถูกส่งผ่านไป
ระเบิดแรงกระตุ้นเท่ากับ
ในกรณีนี้แสงจะออกแรงกระทำบนพื้นผิว
เหล่านั้น. ใช้แรงกดดัน

คูณและหารด้านขวาของความเสมอภาคนี้ด้วย N เราก็จะได้

ในที่สุด

โดยที่พลังงานของโฟตอน N ทั้งหมดตกกระทบต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลา ขนาด-

ity; – ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน

สำหรับพื้นผิวสีดำ ρ = 0 และความดันจะเท่ากัน

แสดงถึง ความหนาแน่นรวมพลังงานมิติของมัน .

จากนั้นความเข้มข้นของโฟตอน n ในลำแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวจะเท่ากับ

.

เราได้การแทนที่ (2.2) ลงในสมการของความดันแสง

ความดันที่เกิดจากแสงเมื่อตกลงบนพื้นผิวเรียบสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร

โดยที่ E คือความเข้มของการฉายรังสีที่พื้นผิว (หรือการส่องสว่าง) c คือความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสุญญากาศ α คือสัดส่วนของพลังงานตกกระทบที่ร่างกายดูดซับ (สัมประสิทธิ์การดูดซับ

tion) ρ คือเศษส่วนของพลังงานตกกระทบที่สะท้อนโดยวัตถุ (สัมประสิทธิ์การสะท้อน) θ คือมุมระหว่างทิศทางของการแผ่รังสีกับเส้นปกติกับพื้นผิวที่ได้รับรังสี หากร่างกายไม่โปร่งใสนั่นคือทุกอย่าง

รังสีตกกระทบจะถูกสะท้อนและดูดซับ จากนั้น α +ρ =1

49 องค์ประกอบของเลนส์ควอนตัม เอฟเฟกต์คอมป์ตัน ความเป็นคู่ของแสงและคลื่นอนุภาค (รังสี)

3) ความเป็นคู่ของคลื่น - คลังข้อมูลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

ดังนั้นจงศึกษา การแผ่รังสีความร้อน, เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค, เอฟเฟกต์คอมป์ตันแสดงให้เห็นว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (โดยเฉพาะแสง) มีคุณสมบัติทั้งหมดของอนุภาค (คลังข้อมูล) อย่างไรก็ตาม กลุ่มใหญ่ ปรากฏการณ์ทางแสง- การรบกวน, การเลี้ยวเบน, โพลาไรซ์บ่งชี้ คุณสมบัติของคลื่นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะแสง

สิ่งที่ประกอบด้วยแสง - คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่อเนื่องที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดหรือกระแสของโฟตอนที่แยกกัน ซึ่งสุ่มสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่รวมคุณสมบัติที่ไม่ต่อเนื่องของโฟตอน

แสง (รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า) มีคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่อเนื่องและคุณสมบัติของโฟตอนที่แยกกันพร้อมกัน นี่คือความเป็นคู่ของคลื่นอนุภาค (ความเป็นคู่) ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

2) เอฟเฟกต์คอมป์ตันประกอบด้วยการเพิ่มความยาวคลื่น การฉายรังสีเอกซ์เมื่อมันกระจัดกระจายไปตามสสาร การเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น

K (1-คอส)=2k sin2 (/2),(9) "

โดยที่ k =h/(mc) คือความยาวคลื่นของคอมป์ตัน m คือมวลที่เหลือของ

บัลลังก์ k =2.43*10 -12 ม.=0.0243 A(1 A=10-10 ม.)

คุณลักษณะทั้งหมดของปรากฏการณ์คอมป์ตันได้รับการอธิบายโดยการพิจารณาการกระเจิงเป็นกระบวนการหนึ่ง การชนแบบยืดหยุ่นโฟตอนรังสีเอกซ์ที่มีอิเล็กตรอนอิสระซึ่งปฏิบัติตามกฎการอนุรักษ์พลังงานและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

ตาม (9) การเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับมุมของการกระเจิงเท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นรังสีเอกซ์หรือประเภทของสสาร

1) องค์ประกอบของเลนส์ควอนตัมโฟตอน พลังงาน มวล และโมเมนตัมของโฟตอน

เพื่ออธิบายการกระจายพลังงานในสเปกตรัมของการแผ่รังสีความร้อน พลังค์สันนิษฐานว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกปล่อยออกมาเป็นส่วนๆ (ควอนตัม) ไอน์สไตน์ในปี 1905 ได้ข้อสรุปว่ารังสีไม่เพียงแต่ปล่อยออกมาเท่านั้น แต่ยังแพร่กระจายและถูกดูดซับในรูปของควอนตัมด้วย ข้อสรุปนี้ทำให้สามารถอธิบายข้อเท็จจริงเชิงทดลองทั้งหมดได้ (เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก เอฟเฟกต์คอมป์ตัน ฯลฯ) ที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยพลศาสตร์ไฟฟ้าแบบคลาสสิก โดยอิงตามแนวคิดคลื่นเกี่ยวกับคุณสมบัติของรังสี ดังนั้นจึงไม่ควรถือว่าการแพร่กระจายของแสงเป็นไปอย่างต่อเนื่อง กระบวนการคลื่นแต่เป็นกระแสของอนุภาคที่แยกจากกันซึ่งอยู่ในอวกาศ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วของการแพร่กระจายแสงในสุญญากาศ ต่อมา (ในปี 1926) อนุภาคเหล่านี้ถูกเรียกว่าโฟตอน โฟตอนมีคุณสมบัติทั้งหมดของอนุภาค (คลังข้อมูล)

1. พลังงานโฟตอน

ดังนั้นค่าคงที่ของพลังค์บางครั้งเรียกว่าควอนตัมของการกระทำ มิติดังกล่าวเกิดขึ้นพร้อมกัน เช่น มิติของโมเมนตัมเชิงมุม (L=r mv)

ดังต่อไปนี้จาก (1) พลังงานโฟตอนจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น (หรือความยาวคลื่นลดลง)

2. มวลโฟตอนถูกกำหนดตามกฎว่าด้วยความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับพลังงาน (E=mc 2)

3.แรงกระตุ้นโฟตอน สำหรับอนุภาคเชิงสัมพัทธภาพใดๆ พลังงานของมัน เนื่องจากโฟตอนมี m 0 =0 ดังนั้นโมเมนตัมของโฟตอน

เหล่านั้น. ความยาวคลื่นแปรผกผันกับโมเมนตัม

50. แบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอมตามรัทเธอร์ฟอร์ด สเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน สูตรบาล์มทั่วไป ชุดสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน แนวคิดของเทอร์มา

1) รัทเธอร์ฟอร์ดเสนอแนะ แบบจำลองนิวเคลียร์อะตอม- ตามแบบจำลองนี้ อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสบวกซึ่งมีประจุ Ze (Z - หมายเลขซีเรียลองค์ประกอบในตารางธาตุ e - ค่าใช้จ่ายเบื้องต้น), ขนาด 10 -5 -10 -4 ก (1A = 10 -10 m) และมวลก็เกือบจะถึงแล้ว เท่ากับมวลอะตอม. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปรอบนิวเคลียสในวงโคจรปิดและก่อตัวขึ้น เปลือกอิเล็กตรอนอะตอม. เนื่องจากอะตอมมีความเป็นกลาง อิเล็กตรอน Z จึงต้องหมุนรอบนิวเคลียส ซึ่งมีประจุทั้งหมดเท่ากับ Zе ขนาดของอะตอมถูกกำหนดโดยขนาดของวงโคจรด้านนอกของอิเล็กตรอนและอยู่ในลำดับของหน่วยของ A

มวลของอิเล็กตรอนประกอบขึ้นเป็นเศษส่วนเพียงเล็กน้อยของมวลนิวเคลียส (สำหรับไฮโดรเจน 0.054% สำหรับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่น้อยกว่า 0.03%) แนวคิดเรื่อง "ขนาดอิเล็กตรอน" ไม่สามารถกำหนดได้อย่างสม่ำเสมอ แม้ว่า ro 10-3 A จะเรียกว่ารัศมีอิเล็กตรอนแบบคลาสสิกก็ตาม ดังนั้นนิวเคลียสของอะตอมจึงครอบครองส่วนที่ไม่มีนัยสำคัญของปริมาตรของอะตอมและมวลอะตอมเกือบทั้งหมด (99.95%) จึงมีความเข้มข้นอยู่ในนั้น ถ้านิวเคลียสของอะตอมอยู่ใกล้กันแล้ว โลกจะมีรัศมี 200 เมตร ไม่ใช่ 6400 กิโลเมตร (ความหนาแน่นของสสาร)

นิวเคลียสของอะตอม 1.8

2) สเปกตรัมเส้นของอะตอมไฮโดรเจน

สเปกตรัมการปล่อยไฮโดรเจนของอะตอมประกอบด้วยเส้นสเปกตรัมแต่ละเส้นซึ่งอยู่ในนั้น ในลำดับที่แน่นอน- ในปี ค.ศ. 1885 บัลเมอร์ค้นพบว่าความยาวคลื่น (หรือความถี่) ของเส้นเหล่านี้สามารถแสดงได้ด้วยสูตร

, (9)

โดยที่ R =1.0974 7 m -1 เรียกอีกอย่างว่าค่าคงที่ริดเบิร์ก

ในรูป รูปที่ 1 แสดงแผนภาพระดับพลังงานของอะตอมไฮโดรเจน ซึ่งคำนวณตาม (6) ที่ z=1

เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปยังระดับ n = 1 จะเกิดรังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสีแบบ Lyman series (SL)

เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปที่ระดับ n = 2 รังสีที่มองเห็นได้หรือการแผ่รังสีชุดบัลเมอร์ (SB)

เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากมากขึ้น ระดับสูงต่อระดับ n =

3 เกิดขึ้น รังสีอินฟราเรดหรือรังสีอนุกรมพาสเชน (SP) เป็นต้น

ความถี่หรือความยาวคลื่นของการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นในกรณีนี้ถูกกำหนดโดยสูตร (8) หรือ (9) โดยที่ m = 1 สำหรับอนุกรม Lyman, m = 2 สำหรับอนุกรม Balmer และ m = 3 สำหรับอนุกรม Paschen พลังงานของโฟตอนถูกกำหนดโดยสูตร (7) ซึ่งสามารถลดลงได้สำหรับอะตอมที่มีลักษณะคล้ายไฮโดรเจนให้อยู่ในรูปแบบ:

อีวี (10)

50 ต่อ

4) ชุดสเปกตรัมของไฮโดรเจน- ชุดของอนุกรมสเปกตรัมที่ประกอบเป็นสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นอะตอมที่ง่ายที่สุด จึงมีการศึกษาอนุกรมสเปกตรัมของมันมากที่สุด พวกเขาปฏิบัติตามสูตร Rydberg อย่างดี:

,

โดยที่ R = 109,677 cm−1 คือค่าคงที่ริดเบิร์กสำหรับไฮโดรเจน n′ คือระดับหลักของอนุกรมนี้ เส้นสเปกตรัมเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนไปสู่หลัก ระดับพลังงาน,

เรียกว่าเรโซแนนซ์ ส่วนอื่นๆ ทั้งหมดเรียกว่าผู้ใต้บังคับบัญชา

ไลแมนซีรีส์

ค้นพบโดย T. Lyman ในปี 1906 เส้นทั้งหมดในซีรีส์นี้อยู่ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต อนุกรมนี้สอดคล้องกับสูตร Rydberg โดยที่ n′ = 1 และ n = 2, 3, 4,

ซีรีส์บาลเมอร์

ค้นพบโดย I. Ya. Balmer ในปี 1885 สี่บรรทัดแรกของชุดข้อมูลอยู่ในช่วงที่มองเห็นได้ อนุกรมนี้สอดคล้องกับสูตร Rydberg โดยที่ n′ = 2 และ n = 3, 4, 5

5) ศัพท์สเปกตรัมหรือศัพท์อิเล็กทรอนิกส์อะตอม โมเลกุล หรือไอออน - โครงแบบ

เครื่องส่งรับวิทยุ (รัฐ) ระบบย่อยอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นตัวกำหนดระดับพลังงาน บางครั้งคำว่าพลังงานก็เข้าใจว่าเป็นพลังงาน ระดับนี้- การเปลี่ยนผ่านระหว่างคำต่างๆ จะกำหนดสเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดกลืนแสงของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

เงื่อนไขของอะตอมมักจะแสดงแทน เป็นตัวพิมพ์ใหญ่ S,P,D,F ฯลฯ ซึ่งสอดคล้องกับค่าของเลขควอนตัม โมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจร L =0, 1, 2, 3 เป็นต้น หมายเลขควอนตัมโมเมนตัมเชิงมุมรวม J กำหนดโดยตัวห้อยที่มุมขวาล่าง ตัวเลขเล็กๆ ที่ด้านซ้ายบนแสดงถึงความหลากหลาย ( ความหลากหลาย) เทอม ตัวอย่างเช่น ²P 3/2 เป็น P สองเท่า บางครั้ง (ตามกฎแล้ว สำหรับอะตอมและไอออนที่มีอิเล็กตรอน 1 อิเล็กตรอน) คำว่าสัญลักษณ์จะแสดงด้วย เลขควอนตัมหลัก(เช่น 2²S 1/2)

CBETA PRESSURE ความดันที่เกิดจากแสงในการสะท้อนและการดูดซับวัตถุ อนุภาค และโมเลกุลและอะตอมส่วนบุคคล หนึ่งในการกระทำไตร่ตรองของแสงที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนแรงกระตุ้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสาร. สมมติฐานเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของแรงดันแสงถูกเสนอครั้งแรกโดย I. Kepler ในศตวรรษที่ 17 เพื่ออธิบายการเบี่ยงเบนของหางของดาวหางจากดวงอาทิตย์ ทฤษฎีแรงดันแสงภายใน ไฟฟ้าพลศาสตร์คลาสสิกมอบให้โดย J.C. Maxwell ในปี 1873 ในนั้น ความดันของแสงอธิบายได้โดยการกระเจิงและการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยอนุภาคของสสาร ภายในกรอบของทฤษฎีควอนตัม ความดันแสงเป็นผลมาจากการถ่ายโอนโมเมนตัมของโฟตอนไปยังร่างกาย

เมื่อมีอุบัติการณ์ปกติของแสงบนพื้นผิวของวัตถุแข็ง ความดันแสง p จะถูกกำหนดโดยสูตร:

р = S(1 + R)/с โดยที่

S คือความหนาแน่นของฟลักซ์พลังงาน (ความเข้มของแสง) R คือสัมประสิทธิ์การสะท้อนของแสงจากพื้นผิว c คือความเร็วของแสง ภายใต้สภาวะปกติ แรงกดเบา ๆ แทบจะมองไม่เห็น แม้จะอยู่ในลำแสงเลเซอร์กำลังสูง (1 W/cm 2 ) ความดันแสงก็อยู่ที่ประมาณ 10 -4 g/cm 2 ลำแสงเลเซอร์ที่มีหน้าตัดกว้างสามารถโฟกัสได้ จากนั้นแรงกดแสงที่จุดโฟกัสของลำแสงสามารถกักอนุภาคที่แขวนลอยไว้ได้หนึ่งมิลลิกรัม

ความดันของแสงบนของแข็งได้รับการศึกษาการทดลองครั้งแรกโดย P. N. Lebedev ในปี พ.ศ. 2442 ปัญหาหลักในการทดลองการตรวจจับแรงดันแสงคือการแยกแรงดันแสงออกจากพื้นหลังของแรงเรดิโอเมตริกและแรงพาพา ซึ่งขนาดจะขึ้นอยู่กับแรงดันของก๊าซที่อยู่รอบๆ ตัว และในกรณีที่สุญญากาศไม่เพียงพอ อาจเกินแรงดันแสงได้ โดยมีขนาดหลายประการ ในการทดลองของ Lebedev ในภาชนะแก้วอพยพ (ความดันประมาณ 10 -4 มม. ปรอท) แขนโยกของความสมดุลของแรงบิดที่มีปีกดิสก์บาง ๆ ที่ติดอยู่นั้นถูกแขวนไว้บนด้ายสีเงินบาง ๆ ซึ่งได้รับการฉายรังสี ปีกนั้นทำจากโลหะและไมกาหลายชนิดซึ่งมีพื้นผิวตรงข้ามกัน ด้วยการฉายรังสีที่พื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังของปีกที่มีความหนาต่างๆ ตามลำดับ Lebedev จึงสามารถต่อต้านผลกระทบที่ตกค้างของแรงเรดิโอเมตริก และได้ข้อตกลงที่น่าพอใจ (โดยมีข้อผิดพลาด ± 20%) กับทฤษฎีของ Maxwell ในปี พ.ศ. 2450-2453 Lebedev ได้ตรวจสอบความดันของแสงต่อก๊าซ

กำลังเล่นแรงกดเบา ๆ บทบาทใหญ่ในทางดาราศาสตร์และ ปรากฏการณ์อะตอม- แรงกดดันของแสงในดาวฤกษ์พร้อมกับความดันของก๊าซทำให้มั่นใจในเสถียรภาพของดวงดาวโดยต่อต้านแรงโน้มถ่วง การกระทำของแรงกดเบา ๆ อธิบายรูปร่างบางส่วนของหางดาวหางได้ เมื่อโฟตอนถูกปล่อยออกมาจากอะตอม สิ่งที่เรียกว่าการหดตัวแบบส่องสว่างจะเกิดขึ้น และอะตอมจะได้รับโมเมนตัมของโฟตอน ในสสารควบแน่น ความดันแสงสามารถทำให้เกิดกระแสประจุพาหะได้ (ดูการกักเก็บอิเล็กตรอนด้วยโฟตอน) ความดัน รังสีแสงอาทิตย์พวกเขากำลังพยายามใช้มันเพื่อสร้างอุปกรณ์ขับเคลื่อนอวกาศประเภทหนึ่งที่เรียกว่าใบเรือสุริยะ

คุณลักษณะเฉพาะของความดันแสงจะถูกตรวจพบในระบบอะตอมที่ทำให้บริสุทธิ์ในระหว่างการกระเจิงแบบเรโซแนนซ์ของแสงที่รุนแรง เมื่อความถี่ รังสีเลเซอร์เท่ากับความถี่ การเปลี่ยนแปลงของอะตอม- เมื่อดูดซับโฟตอนแล้ว อะตอมจะได้รับแรงกระตุ้นในทิศทางของลำแสงเลเซอร์และเข้าสู่สภาวะตื่นเต้น นอกจากนี้ การปล่อยโฟตอนออกมาอย่างเป็นธรรมชาติ อะตอมจะได้รับโมเมนตัม (เอาท์พุตการส่องสว่าง) ในทิศทางที่กำหนด ด้วยการดูดซับและการปล่อยโฟตอนที่เกิดขึ้นเองในเวลาต่อมา อะตอมจะได้รับแรงกระตุ้นที่พุ่งไปตามลำแสงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะสร้างแรงดันแสง

แรง F ของแรงดันเรโซแนนซ์ของแสงบนอะตอมถูกกำหนดให้เป็นโมเมนตัมที่ถ่ายโอนโดยฟลักซ์ของโฟตอนที่มีความหนาแน่น N ต่อหน่วยเวลา: F = Nћkσ โดยที่ ћk = 2πћ/แล คือโมเมนตัมของโฟตอนหนึ่งตัว σ µ γ 2 คือส่วนตัดขวางการดูดกลืนแสงของโฟตอนเรโซแนนซ์, แลมคือแสงความยาวคลื่น, k - จำนวนคลื่น, ћ - ค่าคงตัวของพลังค์- ที่ความหนาแน่นของการแผ่รังสีที่ค่อนข้างต่ำ ความดันเรโซแนนซ์ของแสงจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของแสง ที่ ความหนาแน่นสูงในโฟตอนฟลักซ์ N ความอิ่มตัวของการดูดกลืนแสงและความดันแสงเรโซแนนซ์จะอิ่มตัว (ดูผลความอิ่มตัว) ในกรณีนี้ แรงดันแสงถูกสร้างขึ้นโดยโฟตอนที่ปล่อยออกมาเองโดยอะตอมที่มีความถี่เฉลี่ย γ (ย้อนกลับไปยังอายุการใช้งานของอะตอมที่ตื่นเต้น) ในทิศทางสุ่ม ความแรงของแรงดันแสงสิ้นสุดขึ้นอยู่กับความเข้ม แต่ถูกกำหนดโดยความเร็วของเหตุการณ์การปล่อยแสงที่เกิดขึ้นเอง: Fγћkγ สำหรับ ค่าทั่วไปγ µ 10 8 s -1 และ γ µ µm 0.6 μm แรงกดแสง Fµ 5·10 -3 eV/cm; เมื่ออิ่มตัวความดันเรโซแนนซ์ของแสงสามารถสร้างความเร่งของอะตอมได้มากถึง 10 5 g (g คือความเร่ง ฤดูใบไม้ร่วงฟรี- แรงขนาดใหญ่ดังกล่าวทำให้สามารถเลือกควบคุมลำแสงอะตอมได้ โดยเปลี่ยนความถี่ของแสงและส่งผลต่ออะตอมที่แตกต่างกันด้วยความถี่การดูดกลืนเรโซแนนซ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถบีบอัดการกระจายความเร็วของแมกซ์เวลเลียนได้โดยการนำอะตอมความเร็วสูงออกจากลำแสง แสงเลเซอร์พุ่งตรงไปยังลำแสงอะตอม ในขณะที่เลือกความถี่และรูปร่างของสเปกตรัมการแผ่รังสี เพื่อให้แรงดันแสงทำให้อะตอมที่เร็วเคลื่อนที่ช้าลงด้วยการกระจัดขนาดใหญ่ ความถี่เรโซแนนซ์(ดูผลดอปเปลอร์) แรงดันเรโซแนนซ์ของแสงสามารถใช้เพื่อแยกก๊าซได้: เมื่อภาชนะสองห้องที่เต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซสองชนิด อะตอมของหนึ่งในนั้นซึ่งมีการสะท้อนกับการแผ่รังสีได้รับการฉายรังสี อะตอมเรโซแนนซ์ภายใต้อิทธิพลของ แรงกดเบา ๆ จะเคลื่อนเข้าสู่ห้องไกล

แรงดันเรโซแนนซ์ของแสงบนอะตอมที่วางอยู่ในสนามที่มีความเข้มข้นสูงจะมีลักษณะบางอย่าง คลื่นยืน- กับ จุดควอนตัมจากมุมมอง คลื่นนิ่งที่เกิดจากการไหลสวนทางของโฟตอนทำให้เกิดแรงกระแทกต่ออะตอมเนื่องจากการดูดซับโฟตอนและการปล่อยโฟตอนที่ถูกกระตุ้น ความแข็งแกร่งโดยเฉลี่ยซึ่งกระทำต่ออะตอมไม่เท่ากับศูนย์เนื่องจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของสนามที่ความยาวคลื่น จากมุมมองแบบคลาสสิก แรงของแรงดันแสงนั้นเกิดจากการกระทำของสนามที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันเชิงพื้นที่บนไดโพลอะตอมที่เหนี่ยวนำโดยมัน แรงนี้มีน้อยมากที่โหนดซึ่งโมเมนต์ไดโพลไม่ถูกเหนี่ยวนำ และที่แอนติโหนดซึ่งการไล่ระดับของสนามหายไป แรงกดแสงสูงสุดจะเท่ากันตามลำดับขนาดถึง Fγ ±Ekd (สัญญาณอ้างอิงถึงการเคลื่อนที่ในเฟสและต้านเฟสของไดโพลที่มีโมเมนต์ d สัมพันธ์กับสนามที่มีความแรง E) แรงนี้สามารถเข้าถึงค่าขนาดมหึมาได้: dµ 1 เดบาย, แลมบี 0.6 μm และ E 10 6 V/ซม. แรง Fµ5∙10 2 eV/ซม. สนามของคลื่นนิ่งจะแบ่งชั้นลำแสงอะตอมที่ผ่านลำแสง เนื่องจากไดโพลที่สั่นในแอนติเฟส จะเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่แตกต่างกัน เช่นเดียวกับอะตอมในการทดลองสเติร์น-เกอร์ลัค อะตอมที่เคลื่อนที่ไปตามลำแสงเลเซอร์จะได้รับผลกระทบจากแรงกดแสงในแนวรัศมีที่เกิดจากความหนาแน่นที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันในแนวรัศมี สนามแสง- ทั้งในคลื่นนิ่งและคลื่นเคลื่อนที่ ไม่เพียงแต่การเคลื่อนที่ตามที่กำหนดของอะตอมจะเกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังเกิดการแพร่กระจายในสเปซเฟสด้วย เนื่องจากการดูดกลืนและการปล่อยโฟตอนถือเป็นควอนตัม กระบวนการสุ่ม- Quasiparticles ใน ของแข็ง: อิเล็กตรอน, excitons ฯลฯ

แปลจากภาษาอังกฤษ: Lebedev P. N. Collection. ปฏิบัติการ ม. 2506; Ashkin A. ความดันของการแผ่รังสีเลเซอร์ // ความก้าวหน้า วิทยาศาสตร์กายภาพ- พ.ศ. 2516 ต. 110. ฉบับที่. 1; Kazantsev A.P. แรงดันแสงเรโซแนนซ์ // อ้างแล้ว พ.ศ. 2521 ต. 124. ฉบับที่. 1; Letokhov V. S. , Minogin V. G. ความดันของการแผ่รังสีเลเซอร์บนอะตอม ม., 1986.

เอส.จี. ปราชิเบลสกี้

ทฤษฎีควอนตัมของแสงอธิบายความดันแสงอันเป็นผลมาจากโฟตอนถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังอะตอมหรือโมเลกุลของสสาร

ปล่อยให้บนพื้นผิวของพื้นที่ ส ปกติจะตกหลุมรักเธอทุกวินาที

เอ็น ความถี่โฟตอน โวลต์ . โฟตอนทุกตัวมีโมเมนตัม สูง/c . ถ้า

ร คือค่าการสะท้อนของพื้นผิวแล้ว พีเอ็น โฟตอนจะสะท้อนจากพื้นผิว ( 1-น) น โฟตอนจะถูกดูดซับ

ควอนตัมแสงแต่ละดวงที่ถูกดูดซับจะถ่ายโอนแรงกระตุ้นไปยังพื้นผิว สูง/c และแต่ละแรงกระตุ้นก็สะท้อนออกมา [(hv/c) - (-hv/c)] = 2hv/c เนื่องจากเมื่อสะท้อนทิศทางของโมเมนตัมโฟตอนจะเปลี่ยนไปในทางตรงกันข้ามและโมเมนตัมที่ถูกถ่ายโอนไปยังอนุภาคของสสารคือ 2hv/c - เต็ม แรงกระตุ้นที่ได้รับจากพื้นผิวของร่างกายจะเป็น

มาคำนวณความดันแสงกันดีกว่า ในการดำเนินการนี้ ให้หาร (20.18) ด้วยพื้นที่ S ของ "ปีก": (20.19)

หากเราคำนึงว่า hvN/S = Ee แล้วสูตร (20.19) จะอยู่ในรูปแบบ

(20.20)

นิพจน์ (20.17) และ (20.20) ได้มาภายในกรอบของแม่เหล็กไฟฟ้าและ ทฤษฎีควอนตัม, ตรงกัน.

ความถูกต้องของผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองโดยการทดลองของ P.N. เลเบเดวา.

ความดัน แสงธรรมชาติน้อยมาก. หากค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงพื้นผิวใกล้เคียงกับเอกภาพ แสดงว่าเกิดแรงกดดัน แสงอาทิตย์ไปยังพื้นผิวดังกล่าวที่พบบนโลกได้ประมาณนั้น

5 10 Pa (เช่น 3.7 10 mmHg) - ความกดดันนี้น้อยกว่าสิบเท่า ความดันบรรยากาศที่พื้นผิวโลก

P.N. Lebedev สามารถวัดความกดดันต่ำดังกล่าวได้โดยการแสดงให้เห็นถึงความเฉลียวฉลาดและทักษะที่ยอดเยี่ยมในการตั้งค่าและดำเนินการทดลองเท่านั้น

ความกดดันเล็กน้อยไม่ส่งผลต่อปรากฏการณ์ที่เราเผชิญในชีวิต แต่ในระบบจักรวาลและจุลทรรศน์บทบาทของมันมีความสำคัญ

ในพิภพเล็ก ๆ ความดันของแสงจะแสดงออกมาในเอาท์พุตการส่องสว่างที่อะตอมที่ตื่นเต้นสัมผัสได้เมื่อมันเปล่งแสง แรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงชั้นนอกของสสารดาวฤกษ์ที่มุ่งหน้าไปยังศูนย์กลางนั้นมีความสมดุลด้วยแรง ซึ่งมีส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดแรงกดดันของแสงที่มาจากส่วนลึกของดาวฤกษ์ออกไปด้านนอก

การกระทำทางเคมีสเวต้า

อันเป็นผลมาจากการกระทำของแสง การเปลี่ยนแปลงทางเคมีจึงเกิดขึ้นในสารบางชนิด - ปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอล - การเปลี่ยนแปลงของโฟโตเคมีคอลมีความหลากหลายมาก ภายใต้อิทธิพลของแสง โมเลกุลที่ซับซ้อนสามารถสลายตัวเป็นส่วนประกอบได้ (เช่น ซิลเวอร์โบรไมด์เป็นเงินและโบรมีน) หรือ ในทางกลับกันโมเลกุลที่ซับซ้อนจะเกิดขึ้น (ตัวอย่างเช่นหากคุณให้แสงสว่างกับส่วนผสมของคลอรีนและไฮโดรเจนก็จะเกิดปฏิกิริยาการก่อตัว ไฮโดรเจนคลอไรด์ดำเนินไปอย่างรุนแรงจนเกิดการระเบิดตามมา)

ปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลหลายชนิดมีบทบาทสำคัญในธรรมชาติและเทคโนโลยี หลักหนึ่งคือ การสลายตัวด้วยแสงเคมีของคาร์บอนไดออกไซด์ เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแสงในส่วนสีเขียวของพืช ปฏิกิริยานี้ได้ ความสำคัญอย่างยิ่งเพราะมันรับประกันวัฏจักรคาร์บอน โดยที่การดำรงอยู่ในระยะยาวจะเป็นไปไม่ได้ ชีวิตอินทรีย์บนโลก อันเป็นผลมาจากกิจกรรมสำคัญของสัตว์และพืช (การหายใจ) กระบวนการต่อเนื่องการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอน (การก่อตัว คาร์บอนไดออกไซด์ ). กระบวนการย้อนกลับการลดคาร์บอนเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแสงในส่วนสีเขียวของพืช ปฏิกิริยานี้ดำเนินไปตามแบบแผน 2СО2 2СО + О2

ปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลของการสลายตัวของซิลเวอร์โบรไมด์เป็นรากฐานของการถ่ายภาพและทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมด การใช้งานทางเทคนิคปรากฏการณ์ของการซีดจางของสีซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการออกซิเดชันของสีเหล่านี้มีผลอย่างมาก คุ้มค่ามากเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในดวงตาของมนุษย์และสัตว์และเบื้องลึก การรับรู้ทางสายตา- ปัจจุบันมีการใช้ปฏิกิริยาโฟโตเคมีหลายชนิด การผลิตสารเคมีและด้วยเหตุนี้จึงได้รับความสำคัญทางอุตสาหกรรมโดยตรง

แสงไม่เพียงถูกดูดซับและสะท้อนจากสารเท่านั้น แต่ยังสร้างแรงกดดันต่อพื้นผิวของร่างกายอีกด้วย ย้อนกลับไปในปี 1604 เจ. เคปเลอร์ นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน อธิบายรูปร่างของหางของดาวหางโดยการกระทำของแรงดันแสง (รูปที่ 1) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเจ. แม็กซ์เวลล์ 250 ปีต่อมาคำนวณแรงกดเบาบนวัตถุโดยใช้ทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เขาพัฒนาขึ้น จากการคำนวณของ Maxwell ปรากฎว่าหากพลังงานแสง E ตกตั้งฉากกับพื้นที่หน่วยโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน R ใน 1 วินาที แสงจะออกแรงกด ซึ่งแสดงโดยการพึ่งพากัน โดยที่ c คือความเร็วของแสง

สูตรนี้สามารถหาได้โดยการพิจารณาแสงเป็นกระแสโฟตอนที่ทำปฏิกิริยากับพื้นผิว (รูปที่ 2) นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยการคำนวณทางทฤษฎีของแม็กซ์เวลล์ แต่ได้ทดลองยืนยันผลลัพธ์ของเขาแล้ว เป็นเวลานานมันไม่ได้ผล ในละติจูดกลางเวลาเที่ยงสุริยะบนพื้นผิวสะท้อนแสงเต็มที่ รังสีแสงมีความดันเท่ากับเท่านั้น เป็นครั้งแรกที่มีการวัดความดันแสงในปี พ.ศ. 2442 โดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย P. N. Lebedev เขาแขวนปีกสองคู่ไว้บนด้ายบาง ๆ พื้นผิวของปีกข้างหนึ่งเป็นสีดำและอีกข้างเป็นกระจก (รูปที่ 3) แสงก็สะท้อนออกมาเกือบหมด พื้นผิวกระจกและความกดดันบนปีกกระจกนั้นมากกว่าปีกที่ดำคล้ำถึงสองเท่า ช่วงเวลาแห่งแรงที่หมุนอุปกรณ์ได้ถูกสร้างขึ้น ด้วยมุมการหมุน เราสามารถตัดสินแรงที่กระทำต่อปีก และวัดความดันแสงได้

การทดลองมีความซับซ้อนเนื่องจากแรงภายนอกที่เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์ได้รับแสงสว่าง ซึ่งมากกว่าแรงดันแสงหลายพันเท่า เว้นแต่จะใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษ แรงประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับเอฟเฟกต์เรดิโอเมตริก ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านที่สว่างและด้านมืดของปีก ด้านที่ให้ความร้อนด้วยแสงสะท้อนโมเลกุลของก๊าซที่ตกค้างในอัตราที่เร็วกว่าด้านที่เย็นกว่าและไม่มีแสงสว่าง ดังนั้นโมเลกุลของก๊าซจึงถ่ายเทแรงกระตุ้นที่มากขึ้นไปยังด้านที่ส่องสว่างและปีกมีแนวโน้มที่จะหมุนไปในทิศทางเดียวกันกับภายใต้อิทธิพลของแรงดันแสง - ผลที่ผิดพลาดเกิดขึ้น P. N. Lebedev ลดผลกระทบเชิงรังสีให้เหลือน้อยที่สุดโดยการสร้างปีกจากกระดาษฟอยล์บาง ๆ ที่นำความร้อนได้ดีและวางไว้ในสุญญากาศ เป็นผลให้ทั้งความแตกต่างของแรงกระตุ้นที่ส่งโดยแต่ละโมเลกุลของพื้นผิวสีดำและมันเงา (เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกันน้อยกว่า) และ จำนวนทั้งหมดโมเลกุลตกลงบนพื้นผิว (เนื่องจากความดันก๊าซต่ำ)

การศึกษาเชิงทดลองของเลเบเดฟสนับสนุนสมมติฐานของเคปเลอร์เกี่ยวกับธรรมชาติของหางของดาวหาง เมื่อรัศมีของอนุภาคลดลง แรงดึงดูดต่อดวงอาทิตย์จะลดลงตามสัดส่วนของลูกบาศก์ และความดันแสงจะลดลงตามสัดส่วนของรัศมีกำลังสอง อนุภาคขนาดเล็กจะประสบกับแรงผลักจากดวงอาทิตย์โดยไม่คำนึงถึงระยะห่าง r จากดวงอาทิตย์ เนื่องจากความหนาแน่นของรังสีและแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงจะลดลงตามกฎเดียวกัน ความกดอากาศจะจำกัดขนาดสูงสุดของดวงดาวที่มีอยู่ในจักรวาล เมื่อมวลของดาวฤกษ์เพิ่มขึ้น แรงโน้มถ่วงของชั้นดาวฤกษ์ที่มีต่อศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นชั้นในของดาวฤกษ์จึงถูกบีบอัดอย่างมาก และอุณหภูมิของพวกมันก็เพิ่มขึ้นถึงหลายล้านองศา โดยธรรมชาติแล้ว สิ่งนี้จะเพิ่มแรงดันแสงด้านนอกของชั้นในอย่างมีนัยสำคัญ คุณ ดาวปกติความสมดุลเกิดขึ้นระหว่างแรงโน้มถ่วงที่ทำให้ดาวฤกษ์คงที่กับแรงกดเบาที่มีแนวโน้มที่จะทำลายดาวฤกษ์ เพื่อดาวมากๆ มวลมากความสมดุลดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น มันไม่เสถียร และไม่ควรมีอยู่ในจักรวาล การสังเกตทางดาราศาสตร์ได้รับการยืนยัน: ดาวฤกษ์ที่ "หนักที่สุด" มีมวลสูงสุดตามที่ทฤษฎียังคงอนุญาต ซึ่งคำนึงถึงความสมดุลของแรงโน้มถ่วงและแรงดันแสงภายในดาวฤกษ์