Кинетическая реакция от эмиссии электромагнитного излучения

Если объект излучает 1 ватт электромагнитного излучения направленно и имеет незначительное излучение черного тела, какая тяга создается? Как вообще это вычислить?

Отличный вопрос, и спасибо за ваше согласие. Я только что добавил немного больше фона под надписью «Удивительно, верно!?»

Ответы (1)

Быстрый способ запомнить это — тяга — это сила. Предполагая, что тепловое излучение черного тела изотропно, оно в среднем равно нулю, поэтому мы можем игнорировать это.

Тогда для космического корабля, испускающего ЭМ излучение в одном направлении, можно сказать, что тяга равна:

Т Е М "=" г п г т

где г п / г т это количество импульса в единицу времени, производимого в одном направлении в виде фотонов и в другом направлении в виде импульса космического корабля. Суммарный импульс неизменен, так как они направлены в противоположные стороны.

Импульс фотона равен час / λ а энергия фотона час с / λ .

Количество фотонов в секунду – это энергия в секунду или мощность п (в данном случае 1 Вт), деленная на энергию одного фотона:

г н г т "=" п λ час с

Электромагнитная тяга Т Е М "=" г п / г т это просто импульс на фотон, умноженный на количество фотонов в секунду г н / г т :

Т Е М "=" г п г т "=" г н г т час λ "=" п λ час с час λ "=" п с

Удивительно правда!?

Неважно, какова длина волны; это может быть лазер или широкополосная лампа накаливания или даже просто горячий РИТЭГ! Результирующая тяга — это просто мощность ЭМ-излучения в заданном направлении, деленная на с скорость света. Если ваш источник анизотропен, но имеет разброс по направлениям, вы должны разделить мощность на единицу телесного угла на с чтобы получить тягу на единицу телесного угла, затем интегрируйте, чтобы получить результирующую тягу .

Итак, 1 ватт равен 1 кг м^2/с^3 и с 3×10 8 м/с, поэтому сила равна 3,33×10 -9 ньютонов.

Если у вас есть интенсивность я (например, 1361 Вт/м^2 от Солнца), то давление равно я / с если ты его впитаешь. Если вы идеально отразите его прямо назад, он будет двойным .

Буквально вчера я вернулся к этому вопросу и подумал о другом подходе к нему. е = mc^2, верно? Так что, вы не можете найти m, зная e, а затем умножить обе части на скорость, чтобы получить импульс? m = e/c^2 --> mv = e/c^2 * v, v = c --> импульс = ec/c^2 = e/c --> сила = p/c, где p - мощность, а с - скорость света. Это та же самая формула, которую вы упомянули, но я новичок в физике (я в 8-м классе), и я не уверен, что все мои шаги вообще выполнимы или они приведут меня к неправильному ответу в какой-то случай. Каковы мои ошибки, если они есть?
@WesleyAdams В Stack Exchange мы не задаем новые вопросы в комментариях. Я рекомендую вам опубликовать новый вопрос об этом, вы можете вернуться к своему вопросу здесь. Я не эксперт, но могу сказать вам, что вы должны использовать правильные релятивистские уравнения для энергии и массы, а это не похоже на то, что вы сделали. Даже сотрудники НАСА иногда ошибаются, см. этот ответ .
Кинетическая реакция от эмиссии электромагнитного излучения
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v