Bu video dersi “Hafif basınç” konusuna ayrılmıştır. Lebedev'in deneyleri. Lebedev'in deneyleri bilim dünyasında büyük bir etki yarattı, çünkü onlar sayesinde ışığın basıncı ilk kez ölçüldü ve Maxwell teorisinin geçerliliği kanıtlandı. Bunu nasıl yaptı? Işığın kuantum teorisi ile ilgili bunun ve daha birçok ilginç sorunun cevabını bu büyüleyici fizik dersinden öğrenebilirsiniz.
Konu: Hafif basınç
Ders: Hafif basınç. Lebedev'in deneyleri
Işık basıncının varlığına ilişkin hipotez ilk olarak 17. yüzyılda Johannes Kepler tarafından, Güneş'e yakın uçtuklarında kuyruklu yıldızların kuyruklarının oluşması olgusunu açıklamak için ortaya atılmıştır.
Maxwell, ışığın elektromanyetik teorisine dayanarak ışığın bir engele baskı uygulaması gerektiğini öngördü.
Dalganın elektrik alanının etkisi altında cisimlerdeki elektronlar salınır - bir elektrik akımı oluşur. Bu akım elektrik alan kuvveti boyunca yönlendirilir. Düzenli olarak hareket eden elektronlar, dalga yayılımı yönünde yönlendirilen manyetik alandan gelen Lorentz kuvveti tarafından etkilenmektedir - bu hafif basınç kuvveti(Şekil 1).
Pirinç. 1. Maxwell'in deneyi
Maxwell'in teorisini kanıtlamak için ışığın basıncını ölçmek gerekiyordu. Işığın basıncı ilk kez 1900 yılında Rus fizikçi Pyotr Nikolaevich Lebedev tarafından ölçüldü (Şekil 2).
Pirinç. 2. Petr Nikolayeviç Lebedev
Pirinç. 3. Lebedev cihazı
Lebedev'in cihazı (Şekil 3), kenarları boyunca hafif kanatların takıldığı ince bir cam iplik üzerinde bir ışık çubuğundan oluşur. Cihazın tamamı, havanın dışarı pompalandığı bir cam kaba yerleştirildi. Işık, çubuğun bir tarafında bulunan kanatlara düşer. Basınç değeri ipliğin bükülme açısına göre değerlendirilebilir. Işığın basıncını doğru bir şekilde ölçmenin zorluğu, kaptan tüm havanın dışarı pompalanmasının imkansız olmasından kaynaklanıyordu. Deney sırasında, geminin kanatlarının ve duvarlarının eşit olmayan ısınmasından dolayı hava moleküllerinin hareketi başladı. Kanatlar tamamen dikey olarak asılamaz. Isınan hava akışları yukarı doğru yükselir ve kanatlara etki eder, bu da ek torklara yol açar. Ayrıca ipliğin bükülmesi, kanatların yanlarının eşit olmayan ısınmasından etkilenir. Işık kaynağına bakan taraf karşı tarafa göre daha fazla ısınır. Sıcak taraftan yansıyan moleküller kanatçığa daha fazla momentum kazandırır.
Pirinç. 4. Lebedev cihazı
Pirinç. 5. Lebedev cihazı
Lebedev, o zamanki düşük deneysel teknoloji seviyesine rağmen tüm zorlukların üstesinden gelmeyi başardı. Çok büyük bir gemi ve çok ince kanatlar aldı. Kanat iki çift ince platin daireden oluşuyordu. Her çiftin dairelerinden birinin her iki tarafı da parlaktı. Diğer tarafların bir tarafı platin savatla kaplıydı. Üstelik her iki daire çiftinin kalınlığı da farklıydı.
Lebedev, konveksiyon akımlarını dışlamak için ışık ışınlarını kanatların bir tarafından veya diğerinden yönlendirdi. Böylece kanatlara etki eden kuvvetler dengelenmiş oldu (Şekil 4-5).
Pirinç. 6. Lebedev cihazı
Pirinç. 7. Lebedev cihazı
Böylece ışığın katı maddeler üzerindeki basıncı kanıtlanmış ve ölçülmüştür (Şekil 6-7). Bu basıncın değeri Maxwell'in tahmin ettiği basınçla örtüşüyordu.
Üç yıl sonra Lebedev, ışığın gazlar üzerindeki basıncını ölçmek için başka bir deney yapmayı başardı (Şekil 8).
Pirinç. 8. Işığın gazlar üzerindeki basıncını ölçmek için kurulum
Lord Kelvin: "Hayatım boyunca Maxwell'le savaştığımı, onun hafif baskısını fark etmediğimi ve şimdi sizin Lebedev'inizin beni deneylerine teslim olmaya zorladığını biliyor olabilirsiniz."
Işığın kuantum teorisinin ortaya çıkışı, ışık basıncının nedenini daha basit bir şekilde açıklamayı mümkün kıldı.
Fotonların momentumu vardır. Vücut tarafından emildiğinde dürtülerini ona aktarırlar. Böyle bir etkileşim tamamen esnek olmayan bir etki olarak değerlendirilebilir.
Her fotonun yüzeye uyguladığı kuvvet:
Yüzeye hafif basınç:
Bir fotonun ayna yüzeyi ile etkileşimi
Bu etkileşim durumunda mutlak elastik bir etkileşim elde edilir. Bir foton bir yüzeye düştüğünde, bu yüzeye düştüğü hız ve momentumla aynı hızla yansır. Momentumdaki değişim, bir fotonun siyah bir yüzeye düştüğü zamankinin iki katı kadar olacak ve ışık basıncı iki katına çıkacak.
Doğada yüzeyi fotonları tamamen soğuran veya yansıtan hiçbir madde yoktur. Bu nedenle gerçek cisimler üzerindeki ışık basıncını hesaplamak için fotonların bir kısmının bu cisim tarafından emileceğini, bir kısmının ise yansıtılacağını hesaba katmak gerekir.
Lebedev'in deneyleri fotonların momentuma sahip olduğunun deneysel kanıtı olarak değerlendirilebilir. Normal şartlarda ışık basıncı çok düşük olmasına rağmen etkisi önemli olabilir. Güneş'in baskısından yola çıkarak, uzay gemileri için ışığın basıncı altında uzayda hareket etmeyi sağlayacak bir yelken geliştirildi (Şek. 11).
Pirinç. 11. Uzay gemisi yelkeni
Maxwell'in teorisine göre ışığın basıncı, Lorentz kuvvetinin, bir elektromanyetik dalganın elektrik alanının etkisi altında salınım hareketleri gerçekleştiren elektronlar üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkar.
Kuantum teorisi açısından bakıldığında ışık basıncı, fotonların düştükleri yüzeyle etkileşimi sonucu ortaya çıkar.
Maxwell'in yaptığı hesaplamalar Lebedev'in ürettiği sonuçlarla örtüşüyordu. Bu, ışığın kuantum-dalga dualizmini açıkça kanıtlıyor.
Crookes'un deneyleri
Lebedev, hafif basıncı deneysel olarak keşfeden ve ölçebilen ilk kişiydi. Deney inanılmaz derecede karmaşıktı ama bilimsel bir oyuncak var: Crookes deneyi (Şekil 12).
Pirinç. 12. Crookes deneyi
Cam kapakla kapatılmış bir iğnenin üzerinde dört yapraktan oluşan küçük bir pervane bulunur. Bu pervaneyi ışıkla aydınlatırsanız dönmeye başlar. Bu pervaneye açık havada rüzgar estiğinde baktığınızda dönmesi kimseyi şaşırtmayacaktır ancak bu durumda cam kapak hava akımlarının pervaneye etki etmesine izin vermemektedir. Dolayısıyla hareketinin sebebi ışıktır.
İngiliz fizikçi William Crookes yanlışlıkla ilkini yarattı ışık döndürücü.
1873 yılında Crookes, Talyum elementinin atom ağırlığını belirlemeye ve onu çok hassas bir terazide tartmaya karar verdi. Rastgele hava akımlarının tartım görüntüsünü bozmasını önlemek için Crookes, külbütör kollarını boşlukta asılı tutmaya karar verdi. Bunu yaptı ve çok şaşırdı çünkü en ince pulları ısıya duyarlıydı. Isı kaynağı nesnenin altındaysa ağırlığını azaltıyor, üstündeyse ağırlığını artırıyordu.
Bu tesadüfi deneyimi geliştiren Crookes, bir oyuncakla geldi - bir radyometre (ışık değirmeni). Crookes radyometresi, hafif bir vakum altında cam bir ampulün içindeki bir iğne üzerinde dengelenen dört kanatlı bir pervanedir. Bir ışık huzmesi bıçağa çarptığında pervane dönmeye başlar ve bu bazen yanlış bir şekilde hafif basınçla açıklanır. Aslında burulmanın nedeni radyometrik bir etkidir. Bıçağın aydınlatılmış (ısıtılmış) tarafı ile karşıt ışıksız (soğuk) tarafa çarpan gaz moleküllerinin kinetik enerjilerindeki farklılık nedeniyle bir itme kuvvetinin ortaya çıkması.
- Işığın baskısı ve koşulların baskısı ().
- Pyotr Nikolaevich Lebedev ().
- Crookes radyometresi ().
Bugün hafif basınç gibi bir olguya bir konuşma ayıracağız. Keşfin öncüllerini ve bilim açısından sonuçlarını ele alalım.
Işık ve renk
İnsan yeteneklerinin gizemi, eski çağlardan beri insanları endişelendirmiştir. Göz nasıl görür? Renkler neden var? Dünyanın bizim onu algıladığımız gibi olmasının nedeni nedir? Bir insan ne kadar uzağı görebilir? Güneş ışınının spektruma ayrıştırılmasıyla ilgili deneyler 17. yüzyılda Newton tarafından yapıldı. Ayrıca o dönemde ışık hakkında bilinen birbirinden farklı birçok gerçek için katı bir matematiksel temel oluşturdu. Ve Newton'un teorisi pek çok şeyi önceden tahmin ediyordu: örneğin, yalnızca kuantum fiziğinin açıklayabileceği keşifler (yerçekimi alanında ışığın sapması). Ancak o zamanın fiziği ışığın doğasını tam olarak bilmiyor ve anlayamıyordu.
Dalga veya parçacık
Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları ışığın özünü anlamaya başladığından beri bir tartışma yaşandı: Radyasyon nedir, dalga mı yoksa parçacık (parçacık) mı? Bazı gerçekler (kırılma, yansıma ve kutuplaşma) ilk teoriyi doğruladı. Diğerleri (engellerin yokluğunda doğrusal yayılma, hafif basınç) - ikincisi. Ancak yalnızca kuantum fiziği, iki versiyonu tek bir ortak versiyonda birleştirerek bu anlaşmazlığı yatıştırmayı başardı. foton da dahil olmak üzere herhangi bir mikropartikülün hem dalga hem de parçacık özelliklerine sahip olduğunu belirtir. Yani bir kuantum ışığın, momentum ve kütlenin yanı sıra frekans, genlik ve dalga boyu gibi özellikleri de vardır. Hemen rezervasyon yaptıralım: fotonların dinlenme kütlesi yoktur. Elektromanyetik alanın bir kuantumu olduğundan, yalnızca hareket sürecinde enerji ve kütle taşırlar. “Işık” kavramının özü budur. Bugünlerde fizik bunu detaylı bir şekilde açıkladı.
Dalga boyu ve enerji
Biraz önce “dalga enerjisi” kavramından bahsetmiştik. Einstein, enerji ve kütlenin aynı kavramlar olduğunu ikna edici bir şekilde kanıtladı. Bir foton enerji taşıyorsa kütlesinin olması gerekir. Ancak kuantum ışık “kurnaz” bir parçacıktır: Bir foton bir engelle karşılaştığında enerjisini tamamen maddeye verir, o olur ve bireysel özünü kaybeder. Üstelik belirli koşullar (örneğin güçlü ısıtma), metal ve gazlardan oluşan önceden karanlık ve sakin iç mekanların ışık yaymasına neden olabilir. Kütlenin varlığının doğrudan bir sonucu olan bir fotonun momentumu, ışık basıncı kullanılarak belirlenebilir. Rusya'dan araştırmacılar bu şaşırtıcı gerçeği ikna edici bir şekilde kanıtladılar.
Lebedev'in deneyimi
Rus bilim adamı Pyotr Nikolaevich Lebedev, 1899'da aşağıdaki deneyi gerçekleştirdi. Çıtayı ince gümüş bir ipliğe astı. Bilim adamı aynı maddeden iki plakayı enine çubuğun uçlarına bağladı. Bunlar arasında gümüş folyo, altın ve hatta mika vardı. Böylece bir nevi terazi yaratılmış oldu. Sadece yukarıdan baskı yapan bir yükün değil, her bir plakaya yandan baskı yapan bir yükün ağırlığını ölçtüler. Lebedev, rüzgarın ve hava yoğunluğundaki rastgele dalgalanmaların onu etkilememesi için tüm bu yapıyı cam bir örtü altına yerleştirdi. Ayrıca kapağın altında bir boşluk yarattığını da yazmak isterim. Ancak o zamanlar ortalama bir boşluğa ulaşmak bile imkansızdı. Yani cam bir kapağın altında güçlü ve dönüşümlü bir şekilde bir plakayı aydınlatıp diğerini gölgede bıraktığını söyleyeceğiz. Yüzeylere yönlendirilen ışık miktarı önceden belirlendi. Sapma açısına bağlı olarak Lebedev, hangi dürtünün ışığı plakalara ilettiğini belirledi.
Normal ışın gelişinde elektromanyetik radyasyonun basıncını belirlemek için formüller
Öncelikle “normal düşüş”ün ne olduğunu açıklayalım. Işık, yüzeye tam olarak dik olarak yönlendirilirse normal olarak bir yüzeye düşer. Bu, soruna kısıtlamalar getirir: Yüzey tamamen pürüzsüz olmalı ve radyasyon ışınının çok hassas bir şekilde yönlendirilmesi gerekir. Bu durumda basınç hesaplanır:
k geçirgenlik katsayısıdır, ρ yansıma katsayısıdır, I gelen ışık ışınının yoğunluğudur, c ışığın boşluktaki hızıdır.
Ancak muhtemelen okuyucu, böyle ideal bir faktör kombinasyonunun mevcut olmadığını zaten tahmin etmiştir. Yüzeyin idealliğini hesaba katmasak bile ışığın gelişini tam olarak dik olarak düzenlemek oldukça zordur.
Belirli bir açıyla düştüğünde elektromanyetik radyasyonun basıncını belirlemek için formüller
Bir ayna yüzeyine belirli bir açıyla uygulanan ışık basıncı, halihazırda vektör elemanları içeren başka bir formül kullanılarak hesaplanır:
p= ω ((1-k)i+ρi')cos ϴ
p, i, i’ büyüklükleri vektörlerdir. Bu durumda k ve ρ, önceki formülde olduğu gibi sırasıyla geçirgenlik ve yansıma katsayılarıdır. Yeni değerler şu anlama geliyor:
- ω - hacimsel radyasyon enerjisi yoğunluğu;
- i ve i', gelen ve yansıyan ışık ışınının yönünü gösteren birim vektörlerdir (etkili kuvvetlerin eklenmesi gereken yönleri belirtirler);
- ϴ, ışık ışınının düştüğü normale olan açıdır (ve buna göre yüzey yansıtıldığı için yansıtılır).
Okuyucuya normalin yüzeye dik olduğunu hatırlatalım, yani eğer problem ışığın yüzeye geliş açısını veriyorsa, o zaman ϴ 90 derece eksi verilen değerdir.
Elektromanyetik radyasyon basıncı fenomeninin uygulanması
Fizik okuyan bir öğrenciye birçok formül, kavram ve olgu sıkıcı görünür. Çünkü öğretmen kural olarak teorik yönlerden bahseder ancak nadiren belirli olayların faydalarına dair örnekler verebilir. Bunun için okul öğretmenlerini suçlamayalım: Program çok sınırlı; ders sırasında kapsamlı materyaller hazırlamaları gerekiyor ve öğrencilerin bilgilerini test etmek için hala zamanları var.
Bununla birlikte, çalışmamızın amacının birçok ilginç uygulaması vardır:
- Artık eğitim kurumunun laboratuvarındaki hemen hemen her okul çocuğu Lebedev'in deneyini tekrarlayabilir. Ancak deneysel verilerin teorik hesaplamalarla çakışması gerçek bir atılımdı. İlk kez %20 hatayla gerçekleştirilen deney, dünya çapındaki bilim adamlarının yeni bir fizik dalı olan kuantum optiği geliştirmesine olanak sağladı.
- İnce filmleri bir lazer darbesiyle hızlandırarak yüksek enerjili protonlar üretmek (örneğin çeşitli maddeleri ışınlamak için).
- Uydular ve uzay istasyonları da dahil olmak üzere Dünya'ya yakın nesnelerin yüzeyinde Güneş'ten gelen elektromanyetik radyasyonun basıncının dikkate alınması, yörüngelerinin daha doğru bir şekilde düzeltilmesini mümkün kılar ve bu cihazların Dünya'ya düşmesini önler.
Yukarıdaki uygulamalar artık gerçek dünyada mevcuttur. Ancak insanlığın teknolojisi henüz gerekli seviyeye ulaşmadığı için henüz hayata geçirilmemiş potansiyel fırsatlar da var. Aralarında:
- Onun yardımıyla oldukça büyük yükleri Dünya'ya yakın ve hatta güneşe yakın alanda taşımak mümkün olacak. Işık küçük bir itici güç verir, ancak yelken yüzeyinin istenen konumu göz önüne alındığında ivme sabit olacaktır. Sürtünmenin olmadığı durumlarda hız kazanıp kargoyu güneş sisteminde istenilen noktaya ulaştırmak yeterlidir.
- Foton motoru. Bu teknoloji, kişinin kendi yıldızının çekim kuvvetinin üstesinden gelip başka dünyalara uçmasına olanak tanıyabilir. Güneş yelkeninden farkı, güneş darbelerinin yapay olarak oluşturulmuş bir cihaz, örneğin termonükleer motor tarafından üretilmesidir.
Bir yüzeye çarptığında basınç uygulayan bir foton akışı (ışık).
Emici bir yüzey üzerine düşen foton akışı:
Ayna yüzeyinde meydana gelen foton akışı:
Yüzeydeki foton akışı:
Işık Basıncının fiziksel anlamı:
Işık bir foton akışıdır, dolayısıyla klasik mekaniğin ilkelerine göre parçacıklar bir cisme çarptığında ona momentum aktarmalı, başka bir deyişle basınç uygulamalıdır.
Cihaz, ölçümler hafif basınç, çok hassas bir burulma dinamometresiydi (burulma ölçeği). Bu cihaz Lebedev tarafından oluşturuldu. Hareketli kısmı, ince bir taş ocağı ipliği üzerine asılan, kanatların tutturulduğu hafif bir çerçeveydi - 0,01 mm kalınlığa kadar açık ve siyah diskler. Kanatlar metal folyodan yapılmıştır. Çerçeve, havanın dışarı pompalandığı bir kabın içine asıldı. Kanatlara düşen ışık, açık ve siyah disklere farklı basınçlar uyguladı. Sonuç olarak, çerçeveye süspansiyon ipliğini büken bir tork etki etti. Işık basıncını belirlemek için ipliğin bükülme açısı kullanıldı.
Kullandığımız formülde:
Bir fotonun baskı yaptığı kuvvet
Hafif basıncın oluştuğu yüzey alanı
Bir fotonun momentumu
Planck sabiti
Sorunların koşulları ve taranan çözümleri aşağıdadır. Bu konuyla ilgili bir sorunu çözmeniz gerekiyorsa, burada benzer bir durumu bulabilir ve kendi sorununuzu benzetme yoluyla çözebilirsiniz. Görsellerin yoğunluğundan dolayı sayfanın yüklenmesi biraz zaman alabilir. Fizikte problem çözmeye veya çevrimiçi yardıma ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçin, size yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız.
Fiziksel olay - ışığın bir yüzey üzerindeki basıncı - iki açıdan ele alınabilir; ışığın tanecikli ve dalga teorileri. Işığın parçacık (kuantum) teorisine göre, foton bir parçacıktır ve momentuma sahiptir; foton bir yüzeye çarptığında tamamen veya kısmen yüzeye aktarılır. Dalga teorisine göre ışık, bir malzemeden geçerken yüklü parçacıklar (Lorentz kuvveti) üzerinde etkiye sahip olan bir elektromanyetik dalgadır ve bu teoride ışığın basıncını açıklar.
Dalga boyu 620 nm olan ışık, normalde karartılmış bir yüzey üzerine gelir ve 0,1 μPa'lık bir basınç uygular. Alanı 5 cm2 olan bir yüzeye 10 saniye içinde kaç foton düşer?
Işık normal olarak bir ayna yüzeyine düşer ve üzerine 40 μPa'lık bir basınç uygular. Yüzeyin ışınımı nedir?
Dalga boyu 600 nm olan ışık normal olarak bir ayna yüzeyine düşer ve 4 μPa'lık bir basınç uygular. Alanı 1 mm2 olan bir yüzeye 10 saniye içinde kaç foton çarpar?
Dalga boyu 590 nm olan ışık, ayna yüzeyine 60 derecelik bir açıyla düşüyor. Işık akısı yoğunluğu 1 kW/m2. Yüzeydeki ışık basıncını belirleyin.
Kaynak yüzeyden 10 cm uzaklıkta bulunmaktadır. Yüzeydeki ışık basıncı 1 mPa'dır. Kaynağın gücünü bulun.
0,8 W'lık bir ışık akısı normal olarak 6 cm2 alana sahip bir ayna yüzeyine düşüyor. Hafif basıncın basıncını ve kuvvetini bulun.
0,9 W'lık bir ışık akısı normal olarak ayna yüzeyine düşer. Bu yüzeydeki hafif basıncın kuvvetini bulun.
Işık normal olarak 0,8 yansıma oranına sahip bir yüzeye düşer. Bu yüzeye uygulanan hafif basınç 5,4 μPa'dır. Alanı 1 m2 olan bir yüzeye 1 saniye içinde düşen fotonlar hangi enerjiyi getirecektir?
Akkor lamba ampulünün kararmış yüzeyine içeriden uygulanan ışık basıncını bulun. Şişenin yarıçapı 10 cm olan bir küre olduğunu ve lamba spiralinin 1 kW gücünde bir nokta ışık kaynağı olduğunu düşünün.
120 W/m2'lik bir ışık akısı normal olarak yüzeye düşer ve 0,5 μPa'lık bir basınç uygular. Yüzey yansımasını bulun.
Işık, alanı 5 cm2 olan mükemmel yansıtıcı bir yüzeye normal olarak düşüyor. 3 dakikalık bir sürede gelen ışığın enerjisi 9 J'dir. Işık basıncını bulun.
Işık, alanı 4,5 cm2 olan bir ayna yüzeyine düşüyor. Yüzeyin enerji aydınlatması 20 W/cm2. Fotonlar 5 saniyede yüzeye hangi darbeyi iletecek?
Işık normal olarak kararmış bir yüzeye düşüyor ve 10 dakikada 20 J enerji getiriyor. Yüzey alanı 3 cm2'dir. Yüzey ışınımını ve ışık basıncını bulun.
Akı gücü 0,1 W/cm2 olan ışık, ayna yüzeyine 30 derecelik bir açıyla düşüyor. Yüzeydeki ışık basıncını belirleyin.
Işık yalnızca madde tarafından emilip yansıtılmaz, aynı zamanda vücut yüzeyinde basınç da oluşturur. 1604 yılında Alman gökbilimci J. Kepler kuyruklu yıldızın kuyruğunun şeklini hafif basınç etkisiyle açıkladı (Şekil 1). İngiliz fizikçi J. Maxwell, geliştirdiği elektromanyetik alan teorisini kullanarak 250 yıl sonra ışığın cisimler üzerindeki basıncını hesapladı. Maxwell'in hesaplamalarına göre, eğer ışık enerjisi $E,$, yansıma katsayısı $R$ olan birim alana dik olarak her $1$ başına düşerse, o zaman ışık, bağımlılıkla ifade edilen $p,$ basıncını uygular: $p= \frac(E)(c)( 1+R)$ N/m 2 - ışık hızı. Bu formül aynı zamanda ışığın bir yüzeyle etkileşime giren foton akışı olarak ele alınmasıyla da elde edilebilir (Şekil 2).
Bazı bilim adamları Maxwell'in teorik hesaplamalarından şüphe duyuyorlardı ve sonucunu deneysel olarak doğrulamak uzun süre mümkün olmadı. Güneş öğle saatlerinde orta enlemlerde, ışık ışınlarını tamamen yansıtan bir yüzey üzerinde yalnızca 4,7⋅10^(−6)$ N/m 2'ye eşit bir basınç yaratılır. Işık basıncı ilk kez 1899'da Rus fizikçi P. N. Lebedev tarafından ölçüldü. İnce bir ipliğe iki çift kanat astı: birinin yüzeyi karartıldı, diğeri aynalandı (Şek. 3). Işık neredeyse tamamen ayna yüzeyinden yansıyordu ve ayna kanadı üzerindeki basıncı, kararmış olana ($R=0$) göre iki kat daha fazlaydı ($R=1$). Cihazı döndüren bir anlık kuvvet yaratıldı. Dönme açısına göre kanatlara etki eden kuvvet değerlendirilebilir ve dolayısıyla hafif basınç ölçülebilir.
Deney, cihaz aydınlatıldığında ortaya çıkan ve özel önlemler alınmadığı sürece ışık basıncından binlerce kat daha fazla olan dış kuvvetler nedeniyle karmaşık hale gelir. Bu kuvvetlerden biri radyometrik etkiyle ilişkilidir. Bu etki, kanadın aydınlık ve karanlık tarafları arasındaki sıcaklık farkından kaynaklanmaktadır. Işıkla ısıtılan taraf, artık gaz moleküllerini daha soğuk, aydınlatılmayan tarafa göre daha hızlı yansıtır. Bu nedenle, gaz molekülleri aydınlatılan tarafa daha büyük bir itme aktarır ve kanatlar, hafif basıncın etkisi altında olduğu gibi aynı yönde dönme eğilimi gösterir - yanlış bir etki oluşur. P. N. Lebedev, ısıyı iyi ileten ince folyodan kanatlar yapıp bunları vakuma yerleştirerek radyometrik etkiyi minimuma indirdi. Sonuç olarak, hem siyah ve parlak yüzeylerin tek tek molekülleri tarafından iletilen momentum farkı (aralarındaki daha küçük sıcaklık farkı nedeniyle) hem de yüzeye düşen toplam molekül sayısı (düşük gaz basıncı nedeniyle) azaldı.
Lebedev'in deneysel çalışmaları Kepler'in kuyruklu yıldız kuyruklarının doğası hakkındaki varsayımını destekledi. Bir parçacığın yarıçapı küçüldükçe küple orantılı olarak Güneş'e olan çekimi azalır, ışık basıncı da yarıçapın karesiyle orantılı olarak azalır. Radyasyon yoğunluğu ve çekimsel çekim kuvvetleri aynı $1/r^2 yasasına göre azaldığından, küçük parçacıklar Güneş'ten $r$ uzaklığına bakılmaksızın Güneş'ten itilme yaşayacaklardır. Işık basıncı, Güneş'te mevcut olan yıldızların maksimum boyutunu sınırlar. Evren. Bir yıldızın kütlesi arttıkça katmanlarının merkeze doğru olan çekim kuvveti artar. Bu nedenle yıldızların iç katmanları büyük ölçüde sıkıştırılır ve sıcaklıkları milyonlarca dereceye yükselir. Doğal olarak bu, iç katmanların dışarıya doğru ışık basıncını önemli ölçüde artırır. Normal yıldızlarda, yıldızı sabitleyen yerçekimi kuvvetleri ile onu yok etme eğiliminde olan hafif basınç kuvvetleri arasında bir denge oluşur. Çok büyük kütleli yıldızlar için böyle bir denge oluşmaz; bunlar kararsızdır ve Evrende bulunmamaları gerekir. Astronomik gözlemler şunu doğruladı: "En ağır" yıldızlar, yıldızların içindeki yerçekimi ve ışık basıncı dengesini hesaba katan teorinin hala izin verdiği maksimum kütleye sahiptir.
