Kérdés: Nem értem a sugárnyomás jelenségét! Honnan van ez az energia? Ha egy foton beleütközik egy visszaverõ felületbe, akkor arra nyomást fejt ki, ha elnyelõdik – akkor nem tudom, de gondolom akkor is, ám eközben nem változik a foton energiája. A sebessége, ugye, nem változik, és azt sem tapasztaltam, hogy a tükörben látott kép vörösebb lenne. Ha változna a foton hullámhossza visszaverõdés közben, akkor nem lehetne pl. hologramot készíteni úgy, hogy az egyik sugárrész több visszaverõdést szenvedjen, mint a másik, mivel csak azonos frekvenciájú hullámok között lehet kötött fázis.
 
A. Zs.

Válasz: Ahhoz, hogy a fotonok erõt gyakoroljanak egy felületre, nem kell energiaveszteséget elszenvedniük. Ahogy a függõleges falnak merõlegesen ütközõ rugalmas golyók viselkedése írható le, úgy jellemezhetõ a tökéletesen tükrözõ felületnek ütközõ fotonok viselkedése is. Ekkor a becsapódás sebességével azonos nagyságú, de ellentétes irányú sebességgel verõdnek vissza a golyók, energiaveszteség nélkül, de a falra erõhatást gyakorolva. A tükörnek ütközõ fotonok lendülete (akárcsak a golyóké) megváltozik, s ebbõl a változásból kiszámítható a felületre gyakorolt erõ, illetve a fénynyomás.

Ha a fotonok teljesen fekete lapnak ütköznek (tökéletesen rugalmatlan ütközés), akkor elnyelõdnek. Ebben az esetben a lendületváltozás kisebb (fele akkora, mint a tökéletesen rugalmas ütközésnél), és így az erõhatás is kisebb. A lap ilyenkor az elnyelt fotonok energiájának hatására melegszik. A tökéletesen tükrözõ lap nem melegszik a fotonokkal való kölcsönhatás során.

Ha az ütközõ fotonok mozgásba hoznak egy testet (nem végtelen tömegû testnek ütköznek), akkor más a helyzet. Ebben az esetben a fotonok energiát adnak le ennek a testnek, s ekkor frekvenciájuk csökken.

Horányi Gábor


Vissza a kérdésekhez