Strålingstrykk

Strålingstrykk er trykket som elektromagnetisk stråling legger på en overflate når fotonene interagerer med materien. Det oppstår som en konsekvens av momentumoverføringen fra fotoner til stoffet ved absorpsjon og/eller refleksjon av strålingen. Fotonenes momentum er p = E/c, der E er fotonenergien og c er lysets hastighet, og dermed kan strålingstrykk oppstå selv uten mekanisk kontakt.

Ved normal innstråling mot en overflate som absorberer alt, er strålingstrykket P lik I/c, hvor I er strålingsintensiteten per areal. Ved full refleksjon er trykket dobbelt så stort, altså P = 2I/c. For en overflate med reflektivitet R (0 ≤ R ≤ 1) ved normal innfart er trykket P = (1 + R) I / c.

Ved avstand til Solen er solarkonstanten omtrent 1361 W/m^2. Det gir et strålingstrykk på omtrent 4,5 × 10^-6 N/m^2 når strålingen absorberes, og omtrent 9,0 × 10^-6 N/m^2 ved full refleksjon. Though små, disse kreftene kan virke over store flater og lang tid, spesielt i vakuum.

Betydning og anvendelser inkluderer romfartsteknologi som solseil, hvor strålingstrykk driver framdrift uten drivstoff. I astrofysikk påvirker strålingstrykk bevegelse og struktur i støv, gass og stjerner; Eddington-limiten beskriver den luminositeten hvor strålingstrykk balanserer gravitasjonen i stjerner og akresjonsskiver.

Historisk sett er strålingstrykk et resultat av elektromagnetisk teori og momentumforhold, og ble tidlig bekreftet gjennom eksperimenter i løpet av 1900-tallet.