stralingskracht

Stralingskracht is de kracht die elektromagnetische straling op een object uitoefent doordat fotonen hun impuls overdragen bij interactie met dat object. Het is een fysisch verschijnsel dat voorkomt bij elke vorm van straling, van zichtbaar licht tot radiogolven, en geldt zowel voor absorptie als voor reflectie.

De kracht ontstaat doordat fotonen een momentumsverandering ondergaan bij botsing met het oppervlak. Voor een vlak oppervlak onder normale inval is de kracht per oppervlakte-eenheid F/A gelijk aan (I/c) (1 + R), waarbij I de geïncideerde stralingsintensiteit is, c de lichtsnelheid en R de reflectiviteit van het oppervlak. Bij volledig absorberend materiaal (R = 0) bedraagt de druk I/c; bij volledig spiegelend materiaal (R = 1) bedraagt zij 2I/c.

De sterkte van stralingskracht hangt af van de invalshoek, de reflectiviteit en de absorptie-eigenschappen van het oppervlak. Bovendien kan de kracht worden gericht door de hoek van de straling en de vorm van het object; in de praktijk levert dit een component loodrecht op het oppervlak en, bij afwijkende hoeken, een veranderde effectieve kracht op.

In de ruimte is stralingskracht relatief klein op aarde, maar kan over lange perioden en op grote oppervlakken aanzienlijk zijn. Bij 1 astronomische eenheid bedraagt de stralingsdruk ongeveer 4,5×10^-6 N/m^2 voor een absorberend oppervlak en ongeveer 9×10^-6 N/m^2 voor een perfect reflecterend oppervlak. Zonnezeilen kunnen hiermee geleidelijk accelereren over maanden en jaren, wat ruimtevaarttoepassingen mogelijk maakt.

Stralingskracht speelt ook een rol in astrofysica, bijvoorbeeld bij de dynamica van stof- en gaswolken in sterrenomgevingen. Het concept wordt toegepast in modellen van planetesimalen, kometen en interstellair stof onder invloed van stellaire straling.