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    熱輻射計

1619年,克普勒(Johannes Kepler)提出了慧星尾總是朝著太陽離去的原因,是由於光所施予的壓力。1873年,馬克斯威(Maxwell)建立了光壓的理論,其大小為光每單位體積攜帶的能量。然後美國太空總署NASA就嘗試著利用光壓取代衛星動力來源,搞不好未來能夠乘著太陽帆在太空中旅行喔! 

 

實驗演示


演示影片一(實驗演示影片)

實驗原理


實驗中所用的儀器是一中空玻璃圓柱,裡頭有一個附四個槳的轉軸,每一槳上有一面是白的一面是黑的,並在裝置旁放一照明用具。若光壓真的存在,則由白面端反彈的光子其動量變化大於黑面端,即白面端受力較黑面端大,因此其槳會呈逆時針旋轉。但實際結果卻不如預期,這是為什麼呢? 

這是因為此玻璃圓柱內未抽真空啊!還必須考慮氣體分子所造成的熱效應! 

槳的黑色面吸收輻射熱能,造成附近氣體分子平均動能升高,而槳的白色面反射輻射能,附近氣體分子平均動能不變,故由黑面端反彈的分子其動量變化大於白面端,因此氣體分子所造成的旋轉效應與光子相反。且光子的影響又遠低於氣體分子,所以其槳會呈順時針旋轉!

 

 

問題討論


1.光強的大小會影響光壓嗎?

2.更換玻璃圓柱內的氣體可能使轉動效果更好嗎? 

3.你知道太陽的光壓對地球所造成的影響嗎?

 

相關連結


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