fenómeno

presión de radiación

La fuerza mecánica que ejerce la luz sobre las superficies que incide, utilizada aquí para sincronizar vibraciones.
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Descripción

La presión de radiación es la fuerza mecánica que ejerce la luz u otra radiación electromagnética sobre una superficie que incide. Aunque la luz no tiene masa, lleva momento, y cuando los fotones son absorbidos o reflejados, transfieren ese momento al objeto. Esta presión es minúscula en la vida cotidiana: la luz solar ejerce unos 9 micronewtons por metro cuadrado, pero se vuelve significativa en la física de precisión y la tecnología espacial.

Historia

El concepto fue propuesto por primera vez por Johannes Kepler en 1619 para explicar por qué las colas de los cometas apuntan en dirección opuesta al Sol, y más tarde se derivó de la teoría electromagnética de Maxwell en el siglo XIX.

Cómo funciona

Cuando un fotón incide sobre una superficie, su momento se transfiere. Si la superficie es reflectante, el fotón rebota, transfiriendo el doble de momento en comparación con la absorción. El efecto acumulativo de muchos fotones produce una fuerza constante. En optomecánica, esta fuerza se puede utilizar para enfriar o sincronizar las vibraciones de pequeños resonadores mecánicos, acoplando efectivamente la luz y el movimiento.

En la práctica

La presión de radiación se utiliza para manipular objetos microscópicos en pinzas ópticas, para estabilizar la orientación de naves espaciales mediante velas solares y para enfriar resonadores mecánicos en experimentos cuánticos.

Dato curioso

Una vela solar del tamaño de un campo de fútbol experimentaría unos 0.01 newtons de fuerza de la luz solar, suficiente para acelerar lentamente una nave espacial durante meses.

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