Presión de radiación

De Wikipedia, la enciclopedia libre.
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

La presión de radiación es la presión que se ejerce sobre un cuerpo cuando se expone a radiación electromagnética . Esto se debe al hecho de que las ondas electromagnéticas , además de transportar energía , también llevan impulso . Cuando se absorbe, la presión resultante es la relación entre la densidad del flujo electromagnético y la velocidad de la luz . Si la radiación se refleja totalmente, la presión de radiación se duplica. Por ejemplo, la radiación electromagnética del Sol tiene una densidad de flujo de 1370 W / m² (la llamada constante solar ), por lo que la presión de radiación (absorbida) es de 4,6 μPa (reflejada) en lugar de 9,3 μPa .

La presión de radiación de una estrella está determinada por el sobrecalentamiento de la materia estelar por la energía, producida durante las reacciones termonucleares en el interior del núcleo , que no se dispersa en el exterior en forma de radiación electromagnética (luz) y calor. Esta presión se opone a la fuerza de atracción gravitacional que tiende a provocar su colapso .

Descubrimiento

El hecho de que la radiación electromagnética ejerza presión sobre cualquier superficie expuesta a ella fue teóricamente deducido por James Clerk Maxwell en 1871 y verificado experimentalmente por Lebedev en 1900 y por Nichols y Hull en 1901 . La presión es muy baja, pero se puede detectar con un radiómetro Nichols.

Teoría

En el vacío, una onda electromagnética tiene una cantidad de movimiento igual a:

Dónde está es la potencia absorbida por la unidad de volumen del material sobre el que afecta la onda [1] , mientras que es la velocidad de la luz en el vacío, su versor e el impulso . La relación proporciona una presión dimensional, es decir, una fuerza referida a la unidad de superficie. Si la onda transmite toda su energía al material, ya no conviene referirse a la potencia por unidad de volumen, sino a la energía incidente en la unidad de tiempo, teniendo así en lugar de , impulso transmitido a la unidad de volumen en la unidad de tiempo, , momento transferido en la unidad de tiempo desde la ola que normalmente incide en la superficie [1] :

Luego puede relacionarse con el campo eléctrico o magnético, recordando que es la intensidad media de la onda que se puede expresar como el valor medio absoluto del vector de Poynting :

Si consideramos una onda electromagnética que normalmente afecta a una determinada superficie, si esta absorbe energía llevado por la ola, también absorbe un impulso . Si la onda se refleja, el impulso transmitido será el doble, ya que la onda ahora viaja en la dirección opuesta.

Nota

Bibliografía

Otros proyectos

enlaces externos

Control de autoridad LCCN (EN) sh88005941 · GND (DE) 4183528-1
Electromagnetismo Portal de electromagnetismo : acceda a las entradas de Wikipedia relacionadas con el electromagnetismo