פיזיקאים מסוגלים לחשב את הכוח שמפעיל האור על החומר

אור

במשך זמן רב, משהו כמו 150 שנה לערך, המדענים שלנו ידעו זאת האור מפעיל לחץ על החומר איתו הוא מתקשר. למרבה הצער וככל הנראה, כך פורסם רשמית, עד כה לא ידענו שיטה בה נוכל למדוד כוח זה.

הבעיה העומדת מאחורי כל המחקר הזה היא שלפוטון כשלעצמו אין מסה, אך יש לו מומנטום, וכפי שאתה בוודאי חושב, המומנטום הזה מפעיל כוח על האובייקט איתו הוא מתקשר. השערה זו גובשה בסביבות 1619 על ידי האסטרונום והמתמטיקאי הגרמני יוהנס קפלר.

קפלר היה הראשון שדיבר על הלחץ שמפעיל האור על החומר

בהרחבה מעט יותר מפורטת, במיוחד אם ברצונך להתייעץ עם תיאוריה זו, היא מנוסחת במסכת מאת קומטי ובזכות אותו יוהנס קפלר הצליח להסביר את הסיבה שאור השמש הוא הגורם, בעת הפעלת לחץ, כי הזנב של שביט כלשהו מתרחק תמיד ממיקומה של השמש עצמה.

מעניין שרק בשנת 1873 התגבש הפיזיקאי הסקוטי ג'יימס קלקר מקסוול מסה על חשמל ומגנטיות שזה נבע מדחף. במחקרם הניחו כי האור חייב להיות סוג של קרינה אלקטרומגנטית הנושאת תאוצה ומפעילה לחץ. כפרט, אמור לך שעבודה זו שימשה בסיס בסיסי ליצירתו המאוחרת של איינשטיין בנושא תורת היחסות.

כפי שהעיר לאחרונה המהנדס קנת צ'או מקמפוס אוקנגן של אוניברסיטת קולומביה הבריטית (קנדה):

עד עכשיו לא קבענו כיצד המומנטום הזה הופך לכוח או לתנועה. כל זה מכיוון שכמות הדחף המועברת על ידי האור קטנה מאוד ואין לנו ציוד רגיש מספיק בכדי לפתור בעיה זו.

אור-עפיפון

כרגע אין לבן האדם את הטכנולוגיה הדרושה כדי למדוד ישירות את הדחף שמפעיל האור כאשר הוא פוגע באובייקט

מכיוון שברמה הטכנית אין לנו את הטכנולוגיה הדרושה למדידת הדחף הזה, צוות הפיזיקאים והמהנדסים החליט לבנות מכשיר שעשה זאת שימוש במראה למדידת הקרינה המופעלת על ידי פוטונים. הרעיון הוא לצלם פעימות לייזר לעבר המראה כך שיחזיר סדרת גלים אלסטיים הנעים על פני שטח שלה ויתגלו על ידי סדרת חיישנים אקוסטיים.

במילים של קנת צ'או:

איננו יכולים למדוד ישירות את המומנטום של הפוטון, ולכן הגישה שלנו הייתה לזהות את השפעתו במראה. 'האזנההגלים האלסטיים שעברו דרכו. הצלחנו להתחקות אחר מאפייני אותם גלים עד למומנטום השוכן בדופק האור עצמו, אשר פותח את הדלת להגדיר ולמודל באופן סופי כיצד המומנטום של האור קיים בתוך חומרים.

מפרש סולארי

יש עדיין עבודה רבה, אם כי האפשרויות שמציע מחקר זה רבות

כרגע יש עוד הרבה עבודה כדי לדעת בוודאות עד כמה חקירה כזו יכולה להוביל אותנו, אם כי, על פי האנשים שעובדים בה, היא יכולה לשרת לשפר את טכנולוגיית מפרשי השמש, שיטת הנעה לא ממונעת לחלליות שתשתמש במדויק בלחץ שמפעילה קרינת השמש על המפרש במקום על רוח.

מצד שני, ידיעה בוודאות את הלחץ שיכול האור להציע על האובייקט עליו הוא נופל יכולה לעזור לנו לקבל פינצטה אופטית טובה יותר, שיטה המשמשת כיום ללכידה ולתמרון של חלקיקים קטנים להפליא. כדי לקבל מושג על הגודל שמטופל בטכניקה זו, אמור לך שאנחנו מדברים על קשקשים של אטום בודד.

על ידי קנת צ'או:

אנחנו עדיין לא שם, אבל הגילוי בעבודה זו הוא צעד חשוב ואני נרגש לראות לאן זה לוקח אותנו הלאה.


תוכן המאמר עומד בעקרונותינו של אתיקה עריכתית. כדי לדווח על שגיאה לחץ כאן.

6 תגובות, השאר את שלך

השאירו את התגובה שלכם

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם.

*

*

  1. אחראי לנתונים: מיגל אנחל גטון
  2. מטרת הנתונים: בקרת ספאם, ניהול תגובות.
  3. לגיטימציה: הסכמתך
  4. מסירת הנתונים: הנתונים לא יועברו לצדדים שלישיים אלא בהתחייבות חוקית.
  5. אחסון נתונים: מסד נתונים המתארח על ידי Occentus Networks (EU)
  6. זכויות: בכל עת תוכל להגביל, לשחזר ולמחוק את המידע שלך.

  1.   חוויאר קרדנאס דיג'ו

    סרחיו סלאזאר ופליפה על פי מאמר זה, לפוטון אין מסה, כעת, על פי טענתם על משקל שאריות, זה נובע מדחף האור ... אני ממשיך להגן שלאור אין מסה

    1.    הרנן פליפה סלמנקה מונטויה דיג'ו

      ידעתי מדוע זה לא בגלל מסת הפוטונים אלא בגלל הדחף

    2.    הרנן פליפה סלמנקה מונטויה דיג'ו

      זכינו ב- xd

    3.    סרחיו סלאזר מולינה דיג'ו

      קראתי את הקישור וקראתי חדשות פאן אמריקאיות חחחחח

    4.    חוויאר קרדנאס דיג'ו

      סרחיו סלאזאר מולינה חחחח נו כן, הוא צודק, המקור עצמו לא מאוד אמין (אין בו אזכורים) אבל זה מעורר סקרנות לחקור יותר, יש הרבה מאמרים על זה ... אני מניח שקברקס צריך לדעת

    5.    הרנן פליפה סלמנקה מונטויה דיג'ו

      ובכן, אם הם מאמרים באנגלית, הם בדרך כלל אמינים יותר.