ظاهرة

ضغط إشعاعي

القوة الميكانيكية التي يبذلها الضوء على الأسطح التي يصطدم بها، وتُستخدم هنا لمزامنة الاهتزازات.
5 مقالات ذات صلة

الوصف

ضغط الإشعاع هو القوة الميكانيكية التي يبذلها الضوء أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر على السطح الذي يصطدم به. على الرغم من أن الضوء ليس له كتلة، إلا أنه يحمل زخمًا حركيًا، وعندما يتم امتصاص الفوتونات أو انعكاسها، فإنها تنقل هذا الزخم إلى الجسم. هذا الضغط ضئيل في الحياة اليومية—فأشعة الشمس تمارس حوالي 9 ميكرونيوتن لكل متر مربع—لكنه يصبح مهمًا في فيزياء الدقة وتكنولوجيا الفضاء.

التاريخ

اقتُرح هذا المفهوم لأول مرة من قبل يوهانس كيبلر في عام 1619 لتفسير سبب توجّه أذيال المذنبات بعيدًا عن الشمس، وتم اشتقاقه لاحقًا من نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسية في القرن التاسع عشر.

كيف يعمل

عندما يصطدم فوتون بسطح، ينتقل زخمه الحركي. إذا كان السطح عاكسًا، يرتد الفوتون إلى الخلف، ناقلًا ضعف الزخم مقارنة بالامتصاص. التأثير التراكمي للعديد من الفوتونات ينتج قوة ثابتة. في البصريات الميكانيكية، يمكن استخدام هذه القوة لتبريد أو مزامنة اهتزازات الرنانات الميكانيكية الدقيقة، مما يربط بشكل فعال بين الضوء والحركة.

في التطبيق

يُستخدم ضغط الإشعاع للتحكم في الأجسام المجهرية في الملاقط الضوئية، ولتثبيت اتجاه المركبات الفضائية عبر الأشرعة الشمسية، ولتبريد الرنانات الميكانيكية في التجارب الكمومية.

حقيقة طريفة

شراع شمسي بحجم ملعب كرة قدم سيتعرض لقوة تقارب 0.01 نيوتن من ضوء الشمس—وهو ما يكفي لتسريع مركبة فضائية ببطء على مدى أشهر.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 5

ذرة سيليكون في الظلام: مصيدة لا تُضيء
شعاع الليزر في الملقط البصري ليس مجرد بقعة ضوء، بل كيس قوة. الجسيم الذي يدخل فيه عادةً ما يتدحرج نحو النقطة الأكثر سطوعًا، مثل كرة في حفرة. لكن في مختبر ETH Zurich التقطوا أسطوانة سيليكون بحجم مئة نانومتر واحتجزوها في أحلك مكان في موجة واقفة — حيث يلغي الضوء نفسه. لم يحاول الجسيم الهروب، بل طاف بهدوء في العقدة، وكأن الضوء يدفعه بعيدًا. السر في المادة.
نار لا تُرى: كيف تبرد البلازما بالضوء
مجفف شعر قوي لا ينفخ هواءً دافئًا بل بلازما متوهجة بشدة — تسمى هذه المنشآت الأنفاق الهوائية البلازمية (plasma wind tunnels). تُستخدم لاختبار كيفية دخول المركبات الفضائية إلى الغلاف الجوي على الأرض. داخل النفق، يُسخَّن الغاز إلى آلاف الدرجات، وجزء من الطاقة لا يخرج مع تدفق الغاز ولا إلى الجدران، بل يطير ببساطة على شكل ضوء — كما يحدث من المصباح الكهربائي.
الهيدروجين الكوني يلتقط الموجات الثقالية
الهيدروجين هو العنصر الأكثر انتشاراً. فذراته تشبه الهوائيات: تشع وتمتص الضوء عند ترددات محددة بدقة. تنبأ أينشتاين بأن الزمكان يمكن أن يتموج - هذه هي الموجات الثقالية.
الفوتون في المجال المغناطيسي: كيف يكتسب الضوء عزمًا مغناطيسيًا
الضوء هو تيار من الفوتونات، وعادةً لا يمتلك الفوتون عزمًا مغناطيسيًا: فهو لا ينحرف بالمغناطيس مثل برادة الحديد. لكن في مجال مغناطيسي قوي جدًا، يقارن بالمجال الحرج لشفينغر (حوالي 4.4×$$10^{13}$$ غاوس — أقوى بمليارات المرات من مغناطيس الثلاجة)، يكتسب الفوتون عزمًا مغناطيسيًا شاذًا.
علم الكون2025-11-181 دarXiv:2511.14163سريع
الضوء أخفّ من أي وقت مضى: حدّ أعلى جديد لكتلة الفوتون
ومضات الراديو السريعة هي ومضات كونية ساطعة، تشبه إشارة البداية التي تطلق سباقًا لموجات الراديو عبر الكون. استخدمها علماء الفلك كمختبر طبيعي لاختبار ما إذا كان الفوتون — كمية الضوء والجسيم الحامل للتفاعل الكهرومغناطيسي — يمتلك كتلة.