Ši video pamoka skirta tema „Lengvas slėgis. Lebedevo eksperimentai. Lebedevo eksperimentai padarė didžiulį įspūdį mokslo pasauliui, nes jų dėka pirmą kartą buvo išmatuotas šviesos slėgis ir įrodytas Maksvelo teorijos pagrįstumas. Kaip jis tai padarė? Iš šios įspūdingos fizikos pamokos galite sužinoti atsakymus į šį ir daugelį kitų įdomių klausimų, susijusių su šviesos kvantine teorija.
Tema: Lengvas spaudimas
Pamoka: lengvas spaudimas. Lebedevo eksperimentai
Pirmą kartą hipotezę apie šviesos slėgio egzistavimą XVII amžiuje iškėlė Johannesas Kepleris, norėdamas paaiškinti kometų uodegų reiškinį, kai jos skrenda šalia Saulės.
Maksvelas, remdamasis elektromagnetine šviesos teorija, numatė, kad šviesa turėtų daryti spaudimą kliūtims.
Bangos elektrinio lauko įtakoje elektronai kūnuose svyruoja – susidaro elektros srovė. Ši srovė nukreipta išilgai elektrinio lauko stiprumo. Tvarkingai judančius elektronus veikia Lorenco jėga iš magnetinio lauko, nukreipta bangos sklidimo kryptimi – tai yra lengva slėgio jėga(1 pav.).
Ryžiai. 1. Maksvelo eksperimentas
Norint įrodyti Maksvelo teoriją, reikėjo išmatuoti šviesos slėgį. Šviesos slėgį pirmą kartą išmatavo rusų fizikas Piotras Nikolajevičius Lebedevas 1900 metais (2 pav.).
Ryžiai. 2. Petras Nikolajevičius Lebedevas
Ryžiai. 3. Lebedev prietaisas
Lebedevo prietaisas (3 pav.) susideda iš šviesos strypo ant plono stiklo gijos, išilgai kurio kraštų pritvirtinti šviesūs sparnai. Visas prietaisas buvo patalpintas į stiklinį indą, iš kurio buvo išpumpuojamas oras. Šviesa krenta ant sparnų, esančių vienoje strypo pusėje. Slėgio vertę galima spręsti pagal sriegio posūkio kampą. Sunku tiksliai išmatuoti šviesos slėgį dėl to, kad iš indo neįmanoma išpumpuoti viso oro. Eksperimento metu prasidėjo oro molekulių judėjimas, kurį sukėlė nevienodas indo sparnų ir sienelių įkaitimas. Sparnai negali būti pakabinti visiškai vertikaliai. Šildomo oro srautai kyla aukštyn ir veikia sparnus, todėl atsiranda papildomų sukimo momentų. Taip pat sriegio sukimuisi įtakos turi netolygus sparnų šonų įkaitimas. Šviesos šaltinio pusė įkaista labiau nei priešinga pusė. Molekulės, atsispindinčios iš karštesnės pusės, suteikia sparneliui didesnį impulsą.
Ryžiai. 4. Lebedevo prietaisas
Ryžiai. 5. Lebedevo prietaisas
Nepaisant to, kad tuo metu eksperimentinės technologijos buvo žemas, Lebedevui pavyko įveikti visus sunkumus. Jis paėmė labai didelį indą ir labai plonus sparnus. Sparną sudarė dvi poros plonų platinos apskritimų. Vienas iš kiekvienos poros apskritimų blizgėjo iš abiejų pusių. Kitose pusėse viena pusė buvo padengta platinos niello. Be to, abiejų apskritimų poros skyrėsi storiu.
Kad neįtrauktų konvekcinių srovių, Lebedevas nukreipė šviesos spindulius į sparnus iš vienos ar kitos pusės. Taigi sparnus veikiančios jėgos buvo subalansuotos (4-5 pav.).
Ryžiai. 6. Lebedevo prietaisas
Ryžiai. 7. Lebedevo prietaisas
Taigi buvo įrodytas ir išmatuotas šviesos slėgis kietosioms medžiagoms (6-7 pav.). Šio slėgio vertė sutapo su Maksvelo prognozuojamu slėgiu.
Po trejų metų Lebedevui pavyko atlikti dar vieną eksperimentą – išmatuoti šviesos slėgį dujoms (8 pav.).
Ryžiai. 8. Šviesos slėgio dujoms matavimo įrenginys
Lordas Kelvinas: „Galbūt žinote, kad visą gyvenimą kovojau su Maksvelu, neatpažindamas jo lengvo spaudimo, o dabar jūsų Lebedevas privertė mane pasiduoti jo eksperimentams.
Kvantinės šviesos teorijos atsiradimas leido paprasčiau paaiškinti šviesos slėgio priežastį.
Fotonai turi impulsą. Įsisavinę organizmas, jie perduoda jam savo impulsą. Tokia sąveika gali būti laikoma visiškai neelastingu poveikiu.
Kiekvieno fotono paviršių veikianti jėga yra tokia:
Lengvas spaudimas ant paviršiaus:
Fotono sąveika su veidrodiniu paviršiumi
Šios sąveikos atveju gaunama absoliučiai elastinga sąveika. Kai fotonas nukrenta ant paviršiaus, jis nuo jo atsispindi tokiu pat greičiu ir impulsu, kokiu jis krito ant šio paviršiaus. Impulso pokytis bus dvigubai didesnis nei fotonui krentant ant juodo paviršiaus, šviesos slėgis padvigubės.
Gamtoje nėra medžiagų, kurių paviršius visiškai sugertų ar atspindėtų fotonus. Todėl, norint apskaičiuoti šviesos slėgį tikriems kūnams, būtina atsižvelgti į tai, kad kai kurie fotonai bus absorbuojami šiame kūne, o kai kurie atsispindės.
Lebedevo eksperimentai gali būti laikomi eksperimentiniu įrodymu, kad fotonai turi impulsą. Nors įprastomis sąlygomis šviesos slėgis yra labai mažas, jo poveikis gali būti reikšmingas. Remiantis Saulės slėgiu, buvo sukurta erdvėlaiviams skirta burė, kuri leis judėti erdvėje spaudžiant šviesai (11 pav.).
Ryžiai. 11. Erdvėlaivio burė
Šviesos slėgis, remiantis Maksvelo teorija, atsiranda dėl Lorenco jėgos poveikio elektronams, atliekantiems svyruojančius judesius veikiant elektromagnetinės bangos elektriniam laukui.
Kvantinės teorijos požiūriu šviesos slėgis atsiranda dėl fotonų sąveikos su paviršiumi, ant kurio jie patenka.
Maxwello atlikti skaičiavimai sutapo su Lebedevo pateiktais rezultatais. Tai aiškiai įrodo šviesos kvantinės bangos dualizmą.
Crookeso eksperimentai
Lebedevas pirmasis eksperimentiškai atrado šviesos slėgį ir sugebėjo jį išmatuoti. Eksperimentas buvo neįtikėtinai sudėtingas, tačiau yra mokslinis žaislas – Crookes eksperimentas (12 pav.).
Ryžiai. 12. Crookes eksperimentas
Mažas sraigtas, susidedantis iš keturių žiedlapių, yra ant adatos, uždengtos stikliniu dangteliu. Jei šį propelerį apšviečiate šviesa, jis pradeda suktis. Jei pažvelgtumėte į šį sraigtą atvirame ore, kai ant jo pučia vėjas, jo sukimasis nieko nenustebintų, tačiau tokiu atveju stiklinis gaubtas neleidžia oro srovėms veikti sraigtą. Todėl jo judėjimo priežastis yra šviesa.
Anglų fizikas Williamas Crookesas atsitiktinai sukūrė pirmąjį lengvas suktukas.
1873 m. Crookesas nusprendė nustatyti talio elemento atominę masę ir pasverti jį labai tikslia svarstykle. Kad atsitiktinės oro srovės neiškraipytų svėrimo vaizdo, Crookesas nusprendė pakabinti svirties svirtis vakuume. Jis tai padarė ir buvo nustebęs, nes jo ploniausios žvynai buvo jautrūs karščiui. Jei šilumos šaltinis buvo po objektu, jis sumažino jo svorį, jei aukščiau, padidino.
Patobulinęs šią atsitiktinę patirtį, Crookesas sugalvojo žaislą - radiometrą (šviesos malūną). Crookes radiometras yra keturių ašmenų sparnuotė, subalansuota ant adatos stiklinėje lemputėje, esant nedideliam vakuumui. Šviesos pluoštui patekus į ašmenis, sparnuotė pradeda suktis, o tai kartais neteisingai paaiškinama lengvu spaudimu. Tiesą sakant, sukimo priežastis yra radiometrinis efektas. Atstumiančios jėgos atsiradimas dėl dujų molekulių, atsitrenkiančių į apšviestą (šildomą) ašmenų pusę ir priešingą neapšviestą (šaltesnę) pusę, kinetinės energijos skirtumo.
- Šviesos spaudimas ir aplinkybių spaudimas ().
- Piotras Nikolajevičius Lebedevas ().
- Crookes radiometras ().
Šiandien pokalbį skirsime tokiam reiškiniui kaip lengvas spaudimas. Panagrinėkime atradimo prielaidas ir pasekmes mokslui.
Šviesa ir spalva
Žmogaus gebėjimų paslaptis žmonėms nerimą kelia nuo seno. Kaip akis mato? Kodėl spalvos egzistuoja? Kokia priežastis, kodėl pasaulis yra toks, kokį mes jį suvokiame? Kaip toli žmogus gali matyti? Saulės spindulio skaidymo į spektrą eksperimentus Niutonas atliko XVII a. Jis taip pat padėjo griežtą matematinį pagrindą daugeliui skirtingų faktų, kurie tuo metu buvo žinomi apie šviesą. O Niutono teorija daug ką numatė: pavyzdžiui, atradimus, kuriuos galėtų paaiškinti tik kvantinė fizika (šviesos nukreipimas gravitaciniame lauke). Tačiau to meto fizika nežinojo ir nesuprato tikslios šviesos prigimties.
Banga ar dalelė
Nuo tada, kai viso pasaulio mokslininkai pradėjo suprasti šviesos esmę, kilo diskusijos: kas yra spinduliuotė, banga ar dalelė (kūnelis)? Kai kurie faktai (lūžis, atspindys ir poliarizacija) patvirtino pirmąją teoriją. Kiti (tiesinis sklidimas, kai nėra kliūčių, lengvas slėgis) – antrasis. Tačiau tik kvantinė fizika sugebėjo nuraminti šį ginčą, sujungdama dvi versijas į vieną bendrą. teigia, kad bet kuri mikrodalelė, įskaitant fotoną, turi ir bangos, ir dalelės savybių. Tai reiškia, kad šviesos kvantas turi tokias charakteristikas kaip dažnis, amplitudė ir bangos ilgis, taip pat impulsas ir masė. Iš karto padarykime išlygą: fotonai neturi ramybės masės. Būdami elektromagnetinio lauko kvantai, jie neša energiją ir masę tik judėjimo procese. Tai yra „šviesos“ sąvokos esmė. Šiomis dienomis fizika tai išsamiai paaiškino.
Bangos ilgis ir energija
„Bangų energijos“ sąvoka buvo paminėta aukščiau. Einšteinas įtikinamai įrodė, kad energija ir masė yra tapačios sąvokos. Jei fotonas neša energiją, jis turi turėti masę. Tačiau šviesos kvantas yra „gudri“ dalelė: fotonas, susidūręs su kliūtimi, visiškai atiduoda savo energiją medžiagai, tampa ja ir praranda individualią esmę. Be to, dėl tam tikrų aplinkybių (pavyzdžiui, stipraus kaitinimo) anksčiau tamsus ir ramus metalų ir dujų interjeras gali skleisti šviesą. Fotono impulsas, tiesioginė masės buvimo pasekmė, gali būti nustatytas naudojant šviesos slėgį. mokslininkai iš Rusijos įtikinamai įrodė šį nuostabų faktą.
Lebedevo patirtis
Rusų mokslininkas Piotras Nikolajevičius Lebedevas 1899 metais atliko tokį eksperimentą. Jis pakabino skersinį ant plono sidabrinio siūlo. Mokslininkas prie skersinio galų pritvirtino dvi tos pačios medžiagos plokštes. Tai buvo sidabrinė folija, auksas ir net žėrutis. Taip buvo sukurtos savotiškos svarstyklės. Tik jie matavo ne krovinio, kuris spaudžia iš viršaus, o krovinio, kuris spaudžia iš šono ant kiekvienos plokštės, svorį. Lebedevas pastatė visą šią konstrukciją po stikliniu dangteliu, kad vėjas ir atsitiktiniai oro tankio svyravimai negalėtų jos paveikti. Be to, norėčiau parašyti, kad jis sukūrė vakuumą po dangčiu. Tačiau tuo metu buvo neįmanoma pasiekti net vidutinio vakuumo. Taigi sakysime, kad jis kūrė po stikliniu gaubtu stipriai ir pakaitomis apšviesdavo vieną plokštę, kitą palikdamas šešėlyje. Šviesos, nukreiptos į paviršius, kiekis buvo iš anksto nustatytas. Remdamasis nuokrypio kampu, Lebedevas nustatė, koks impulsas perdavė šviesą į plokštes.
Formulės, leidžiančios nustatyti elektromagnetinės spinduliuotės slėgį esant normaliam pluošto kritimui
Pirmiausia paaiškinkime, kas yra „normalus kritimas“? Šviesa paprastai krenta ant paviršiaus, jei ji nukreipta griežtai statmenai paviršiui. Tai nustato problemos apribojimus: paviršius turi būti idealiai lygus, o spinduliuotės spindulys turi būti nukreiptas labai tiksliai. Šiuo atveju slėgis apskaičiuojamas:
k – pralaidumo koeficientas, ρ – atspindžio koeficientas, I – krintančio šviesos pluošto intensyvumas, c – šviesos greitis vakuume.
Bet tikriausiai skaitytojas jau atspėjo, kad tokio idealaus veiksnių derinio nėra. Net jei neatsižvelgsime į paviršiaus idealumą, gana sunku organizuoti šviesos kritimą griežtai statmenai.
Formulės, leidžiančios nustatyti elektromagnetinės spinduliuotės slėgį, kai ji krenta kampu
Šviesos slėgis veidrodžio paviršiuje kampu apskaičiuojamas naudojant kitą formulę, kurioje jau yra vektorinių elementų:
p= ω ((1-k)i+ρi’)cos ϴ
Dydžiai p, i, i’ yra vektoriai. Šiuo atveju k ir ρ, kaip ir ankstesnėje formulėje, yra atitinkamai pralaidumo ir atspindžio koeficientai. Naujos vertės reiškia:
- ω - tūrinis spinduliuotės energijos tankis;
- i ir i’ yra vienetiniai vektoriai, rodantys krintančio ir atsispindėjusio šviesos pluošto kryptį (jie nurodo kryptis, kuriomis turi būti pridedamos veikiančios jėgos);
- ϴ yra kampas su normalia, kuriuo šviesos spindulys krinta (ir atitinkamai atsispindi, nes paviršius yra veidrodinis).
Priminsime skaitytojui, kad normalioji yra statmena paviršiui, taigi, jei uždavinys suteikia šviesos kritimo kampą į paviršių, tai ϴ yra 90 laipsnių minus duotoji vertė.
Elektromagnetinės spinduliuotės slėgio reiškinio taikymas
Fiziką studijuojančiam studentui daugelis formulių, sąvokų ir reiškinių atrodo nuobodūs. Nes paprastai mokytojas kalba apie teorinius aspektus, bet retai gali pateikti tam tikrų reiškinių naudos pavyzdžių. Nekaltinkime dėl to mokyklos dėstytojų: jie yra labai apriboti programos per pamoką, jie turi aprėpti didelę medžiagą ir dar turi laiko pasitikrinti mokinių žinias.
Nepaisant to, mūsų tyrimo objektas turi daug įdomių pritaikymų:
- Dabar beveik kiekvienas moksleivis savo mokymo įstaigos laboratorijoje gali pakartoti Lebedevo eksperimentą. Tačiau tuomet eksperimentinių duomenų sutapimas su teoriniais skaičiavimais buvo tikras lūžis. Pirmą kartą su 20% paklaida atliktas eksperimentas leido viso pasaulio mokslininkams sukurti naują fizikos šaką – kvantinę optiką.
- Didelės energijos protonų gamyba (pavyzdžiui, įvairioms medžiagoms apšvitinti), greitinant plonas plėveles lazerio impulsu.
- Atsižvelgiant į Saulės elektromagnetinės spinduliuotės slėgį artimų Žemės objektų, įskaitant palydovus ir kosmines stotis, paviršiuje, galima tiksliau koreguoti jų orbitą ir neleidžiama šiems įrenginiams nukristi į Žemę.
Aukščiau pateiktos programos egzistuoja realiame pasaulyje. Tačiau yra ir potencialių galimybių, kurios dar nėra realizuotos, nes žmonijos technologijos dar nepasiekė reikiamo lygio. Tarp jų:
- Su jo pagalba būtų galima perkelti gana didelius krovinius artimoje žemei ir net arti Saulės erdvėje. Šviesa duoda nedidelį impulsą, tačiau turint omenyje norimą burės paviršiaus padėtį, pagreitis būtų pastovus. Nesant trinties, pakanka padidinti greitį ir pristatyti krovinį į norimą saulės sistemos tašką.
- Fotonų variklis. Ši technologija gali leisti žmogui įveikti savo gimtosios žvaigždės gravitaciją ir skristi į kitus pasaulius. Skirtumas nuo saulės burės yra tas, kad saulės impulsus generuos dirbtinai sukurtas įrenginys, pavyzdžiui, termobranduolinis variklis.
Fotonų (šviesos) srautas, kuris, susidūręs su paviršiumi, daro slėgį.
Fotonų srautas, patenkantis į sugeriantį paviršių:
Fotonų srautas, patenkantis į veidrodinį paviršių:
Fotonų srautas, patenkantis į paviršių:
Fizinė šviesos slėgio reikšmė:
Šviesa yra fotonų srautas, tada, pagal klasikinės mechanikos principus, dalelės, atsitrenkdamos į kūną, turi perduoti jam impulsą, kitaip tariant, daryti spaudimą.
Prietaisas, išmatavimai lengvas spaudimas, buvo labai jautrus torsioninis dinamometras (sukimo skalė). Šį įrenginį sukūrė Lebedevas. Judanti jo dalis buvo lengvas rėmas, pakabintas ant plono karjero sriegio su prie jo pritvirtintais sparnais – šviesiais ir juodais diskais iki 0,01 mm storio. Sparnai buvo pagaminti iš metalinės folijos. Rėmas buvo pakabintas indo viduje, iš kurio buvo išpumpuojamas oras. Šviesa, krintanti ant sparnų, skirtingai slėgė šviesius ir juodus diskus. Dėl to rėmą veikė sukimo momentas, kuris susuko pakabos sriegį. Šviesos slėgiui nustatyti buvo naudojamas sriegio posūkio kampas.
Formulėje naudojome:
Jėga, kuria spaudžia fotonas
Paviršiaus plotas, kuriame atsiranda lengvas slėgis
Vieno fotono impulsas
Plancko konstanta
Žemiau pateikiamos problemų sąlygos ir nuskaityti sprendimai. Jei jums reikia išspręsti problemą šia tema, galite rasti panašią sąlygą čia ir išspręsti savo problemą pagal analogiją. Puslapio įkėlimas gali šiek tiek užtrukti dėl didelio vaizdų skaičiaus. Jei jums reikia fizikos problemų sprendimo ar pagalbos internetu, susisiekite su mumis, mielai padėsime.
Fizinis reiškinys – šviesos slėgis paviršiuje – gali būti vertinamas iš dviejų pozicijų – korpuskulinės ir banginės šviesos teorijos. Pagal korpuskulinę (kvantinę) šviesos teoriją fotonas yra dalelė ir turi impulsą, kuris, fotonui atsitrenkus į paviršių, visiškai arba iš dalies persikelia į paviršių. Remiantis bangų teorija, šviesa yra elektromagnetinė banga, kuri, eidama per medžiagą, turi poveikį įkrautoms dalelėms (Lorenco jėga), kas paaiškina šviesos slėgį šioje teorijoje.
620 nm bangos ilgio šviesa paprastai krinta ant pajuodusio paviršiaus ir daro 0,1 μPa slėgį. Kiek fotonų nukrenta ant 5 cm 2 ploto paviršiaus per 10 s?
Šviesa paprastai krenta ant veidrodinio paviršiaus ir daro ant jo 40 μPa slėgį. Kokia yra paviršiaus apšvita?
600 nm bangos ilgio šviesa paprastai krinta ant veidrodžio paviršiaus ir daro 4 μPa slėgį. Kiek fotonų per 10 s atsitrenkia į paviršių, kurio plotas yra 1 mm 2?
Šviesa, kurios bangos ilgis 590 nm, krinta į veidrodžio paviršių 60 laipsnių kampu. Šviesos srauto tankis 1 kW/m2. Nustatykite šviesos slėgį ant paviršiaus.
Šaltinis yra 10 cm atstumu nuo paviršiaus. Šviesos slėgis ant paviršiaus yra 1 mPa. Raskite šaltinio galią.
0,8 W šviesos srautas paprastai krenta ant veidrodžio paviršiaus, kurio plotas yra 6 cm2. Raskite šviesos slėgio slėgį ir jėgą.
0,9 W šviesos srautas paprastai patenka ant veidrodinio paviršiaus. Raskite šio paviršiaus šviesos slėgio jėgą.
Šviesa paprastai krenta ant paviršiaus, kurio atspindžio koeficientas yra 0,8. Šio paviršiaus lengvas slėgis yra 5,4 μPa. Kokią energiją per 1 s atneš fotonai, patekę į 1 m2 ploto paviršių?
Raskite šviesos slėgį, veikiantį pajuodusį kaitinamosios lempos lemputės paviršių iš vidaus. Laikykite kolbą 10 cm spindulio rutuliu, o lempos spiralę - taškiniu šviesos šaltiniu, kurio galia yra 1 kW.
120 W/m2 šviesos srautas paprastai krenta ant paviršiaus ir sukuria 0,5 μPa slėgį. Raskite paviršiaus atspindžio koeficientą.
Šviesa paprastai krenta ant puikiai atspindinčio 5 cm2 ploto paviršiaus Per 3 minutes krentančios šviesos energija yra 9 J. Raskite šviesos slėgį.
Šviesa krenta ant veidrodinio paviršiaus, kurio plotas 4,5 cm2. Energinis paviršiaus apšvietimas 20 W/cm2. Kokį impulsą fotonai perduos paviršiui per 5 s?
Šviesa paprastai krenta ant pajuodusio paviršiaus ir atneša 20 J energiją per 10 minučių. Paviršiaus plotas yra 3 cm2. Raskite paviršiaus apšvitą ir šviesos slėgį.
Šviesa, kurios srauto galia 0,1 W/cm2, krenta ant veidrodžio paviršiaus 30 laipsnių kritimo kampu. Nustatykite šviesos slėgį ant paviršiaus.
Šviesą medžiaga ne tik sugeria ir atspindi, bet ir sukuria spaudimą kūno paviršiui. Dar 1604 metais vokiečių astronomas I. Kepleris kometos uodegos formą aiškino šviesos slėgio veikimu (1 pav.). Anglų fizikas J. Maxwellas po 250 metų, remdamasis savo sukurta elektromagnetinio lauko teorija, apskaičiavo kūnų šviesos slėgį. Maksvelo skaičiavimais paaiškėjo, kad jei šviesos energija $E,$ krinta į $1$ statmenai ploto vienetui, kurio atspindžio koeficientas $R$, tai šviesa daro slėgį $p,$, išreikštą priklausomybe: $p= \frac(E)(c)( 1+R)$ N/m 2 – šviesos greitis. Šią formulę taip pat galima gauti laikant šviesą fotonų srautu, sąveikaujančiu su paviršiumi (2 pav.).
Kai kurie mokslininkai abejojo Maksvelo teoriniais skaičiavimais ir ilgą laiką nebuvo įmanoma jo rezultato patikrinti eksperimentiškai. Vidutinėse platumose saulės vidurdienį ant paviršiaus, kuris visiškai atspindi šviesos spindulius, susidaro slėgis, lygus tik $4,7⋅10^(−6)$ N/m 2. Pirmą kartą šviesos slėgį 1899 metais išmatavo rusų fizikas P. N. Lebedevas. Ant plono siūlo pakabino dvi poras sparnų: vieno jų paviršius buvo pajuodęs, o kito veidrodinis (3 pav.). Šviesa beveik visiškai atsispindėjo nuo veidrodžio paviršiaus, o jos slėgis veidrodžio sparnui buvo dvigubai didesnis ($R=1$) nei pajuodusiame ($R=0$). Buvo sukurtas jėgos momentas, kuris suko įrenginį. Pagal sukimosi kampą galima spręsti apie sparnus veikiančią jėgą, taigi ir išmatuoti šviesos slėgį.
Eksperimentą apsunkina pašalinės jėgos, atsirandančios apšviečiant įrenginį ir kurios tūkstančius kartų viršija šviesos slėgį, nebent būtų imtasi specialių atsargumo priemonių. Viena iš šių jėgų yra susijusi su radiometriniu efektu. Šis efektas atsiranda dėl temperatūrų skirtumo tarp apšviestų ir tamsių sparno pusių. Šviesa šildoma pusė atspindi likusias dujų molekules greičiau nei vėsesnė, neapšviesta pusė. Todėl dujų molekulės perduoda didesnį impulsą į apšviestą pusę ir sparnai linkę suktis ta pačia kryptimi kaip ir veikiant šviesos slėgiui – atsiranda klaidingas efektas. P. N. Lebedevas radiometrinį efektą sumažino iki minimumo, iš plonos, gerai šilumą praleidžiančios folijos pagaminęs sparnus ir patalpinęs juos į vakuumą. Dėl to sumažėjo tiek atskirų juodų ir blizgančių paviršių molekulių perduodamo impulso skirtumas (dėl mažesnio temperatūrų skirtumo tarp jų), tiek bendras molekulių, patenkančių ant paviršiaus (dėl mažo dujų slėgio), skaičius.
Lebedevo eksperimentiniai tyrimai patvirtino Keplerio prielaidą apie kometų uodegų prigimtį. Mažėjant dalelės spinduliui, jos trauka prie Saulės mažėja proporcingai kubui, o šviesos slėgis mažėja proporcingai spindulio kvadratui. Mažos dalelės bus atstumtos nuo Saulės, nepaisant atstumo $r$ nuo jos, nes spinduliavimo tankis ir gravitacinės traukos jėgos mažėja pagal tą patį dėsnį $1/r^2.$ Šviesos slėgis riboja maksimalų žvaigždžių dydį, egzistuojantį Saulėje. Visata. Didėjant žvaigždės masei, jos sluoksnių gravitacija centro link didėja. Todėl vidiniai žvaigždžių sluoksniai yra labai suspausti, o jų temperatūra pakyla iki milijonų laipsnių. Natūralu, kad tai žymiai padidina vidinių sluoksnių šviesos slėgį iš išorės. Įprastose žvaigždėse atsiranda pusiausvyra tarp gravitacinių jėgų, kurios stabilizuoja žvaigždę, ir šviesos slėgio jėgų, kurios linkusios ją sunaikinti. Labai didelės masės žvaigždėms tokia pusiausvyra nebūna, jos yra nestabilios ir Visatoje jų neturėtų būti. Astronominiai stebėjimai patvirtino: „sunkiausios“ žvaigždės turi būtent tokią didžiausią masę, kokią vis dar leidžia teorija, kurioje atsižvelgiama į gravitacinio ir šviesos slėgio pusiausvyrą žvaigždžių viduje.
