Можно ли использовать релятивистский импульс (фотоны) в качестве движущей силы «бесплатно» после первоначальной генерации?

Обсуждая этот вопрос о движении космического корабля с помощью фотонов и их релятивистского импульса, автор попросил, чтобы я переформулировал свой комментарий как еще один вопрос.

Если фотоны действительно можно использовать для приведения в движение, могут ли два зеркала быть прикреплены между двумя объектами, хорошо сфокусированы и постоянно корректировать свое соответствующее «где они будут в момент прихода света» и использовать одни и те же фотоны, отражающиеся туда и обратно между двумя объектами? объекты для вечной тяги после начальной генерации фотонов?

Первоначальный вопрос был о задаче назначения:

«Ракета массы м 0 приводится в движение гигантским монохроматическим лазером, установленным в задней части ракеты. Лазер излучает луч мощностью п 0 ватт и частота ф 0 , оба измерены в остальной части ракеты. При включении луча ракета движется в обратном направлении за счет отдачи».

Ясно, что отскоки и красные смещения будут приближаться к пределу из-за сохранения энергии. Импульс равен и противоположен и всегда уравновешивается, но кинетическая энергия является скалярной. Всю энергию фотона можно отдать движению зеркала, и не более того.

Ответы (2)

Проблема с вашей идеей заключается в том, что каждый раз, когда свет отражается от зеркала, он передает часть своей энергии зеркалу (чтобы увеличить кинетическую энергию зеркала) и в результате смещается в красную сторону. Таким образом, толчок исчезнет, ​​когда светло-красный цвет исчезнет.

По очевидным причинам свет может передать зеркалам только столько энергии (в виде кинетической энергии), сколько было изначально. Иначе у вас был бы вечный двигатель.

Более того, каждый отскок будет отскакивать назад, сохраняя общий импульс системы, который предположительно будет равен нулю.
@webb: Я думаю, дело в том, что два зеркала не связаны, поэтому они раздвигают друг друга.
Понятно, значит, нужно добавить энергии, чтобы поддерживать постоянную тягу. Смещается ли лазер в красную сторону каждый раз, когда он от чего-то отражается? То есть, если вы направите зеленый лазер между двумя калиброванными зеркалами, он в конечном итоге станет красным?
@Ehryk: Если два зеркала зафиксированы на месте, например, прикреплены друг к другу в жесткой раме, тогда свет не будет смещаться в красную сторону, потому что зеркалам не передается энергия. В вашем вопросе красное смещение возникает из-за того, что зеркала не закреплены на месте, поэтому свет может передавать им энергию, раздвигая их.
Значит, свет, отражающийся от зеркала, избирательно передает энергию, только если они не прикреплены?
Ну, вы добавляете кинетическую энергию к зеркалу, а это значит, что вы должны вычесть такую ​​же кинетическую энергию из фотона, а это значит, что если зеркало Δ Е , то частота фотона должна упасть до ю − Δ Е / ℏ .
@Ehryk Ничего страшного не происходит. Фотон получает чистое красное смещение от стационарного зеркала (потому что он передает зеркалу немного импульса). Если он попадает в движущееся зеркало, в смещении появляется второй доплеровский член, который может быть положительным или отрицательным. Если вы подумаете о том, как двигаются зеркала в прикрепленных/отсоединенных корпусах, вы должны увидеть, что все в порядке.
@Ehryk, вы можете смоделировать «прикрепленное зеркало» как имеющее очень большую массу. Тогда фотон, ударяясь о зеркало, потеряет очень небольшое количество энергии (за счет сохранения энергии и импульса), и в пределе массы → ∞ фотон не будет передавать никакой энергии.
Но масса зеркала не бесконечна, и поэтому с достаточным количеством фотонов вы могли бы сдвинуть зеркало (как намекает другой вопрос SO), верно?

Я думаю, что даже если зеркала будут зафиксированы, все равно будет потеря импульса в виде потери тепла, поскольку зеркала состоят из атомов и, как таковые, подчиняются термодинамике.

Можно ли использовать релятивистский импульс (фотоны) в качестве движущей силы «бесплатно» после первоначальной генерации?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v