ПОНДЕРОМОТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА

ПОНДЕРОМОТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА
ПОНДЕРОМОТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА

(от лат. pondus, род. падеж ponderis - тяжесть и motor - движущий) - механич. воздействие оптич. излучения на вещество, состоящее в передаче ему светом импульса и момента импульса и не меняющее состояние вещества (плотность, темп-ру и т. п.). Частная форма такого воздействия - давление света. Механич. действие света, связанное с зависимостью оптич. свойств вещества от плотности и внутр. напряжений, обычно не считается П. д. с. и наз. стрикцией (см. Электрострикция). Природа и составляющие П. д. с. наглядно выясняются на примере действия светового поля на твёрдую частицу с размерами, меньшими длины волны света. Световое электрич. поле с напряжённостью E индуцирует в частице осциллирующий диполь с моментом р. На диполь действует электрич. поле с силой 4009-142.jpg и магн. поле Н света с силой 4009-143.jpg Их сумма 4009-144.jpg и является силой П. д. с. В такой записи F не выражены явно физически различные её составляющие. С учётом ур-ний Максвелла и соотношения 4009-145.jpg- оператор поляризуемости частицы, выражение для F приводится к следующему виду

4009-146.jpg

составляющие к-рого имеют разный смысл и значение. Первое слагаемое, определяемое плотностью энергии поля около частицы, такое же по форме, как и понде-ромоторная сила в пост. электрич. поле; эта сила не выражает специфики действия поля излучения. Среднее слагаемое - сугубо излучательной природы, оно выражает давление света и описывает передачу импульса поля при поглощении и рассеянии волн. Величина постоянного во времени давления монохроматич. света с частотой 4009-147.jpg выражается величиной 4009-148.jpg=4009-149.jpg и определяется плотностью потока энергии ( Пойнтинга вектором )и её диссипацией, характеризуемой мнимой частью поляризуемости 4009-150.jpg Последнее слагаемое - сила Абрагама (см. Максвелла тензор натяжений )не имеет постоянной составляющей и осциллирует с удвоенной частотой света. В выражении 4009-151.jpg- комплексные амплитуды электрич. и магн. полей. Отметим, что при действии света на изоли-ров. атомы и молекулы диссипация его энергии обусловлена радиац. трением, т. е. рассеянием света.

В приведённых выше выражениях сила П. д. с. формально задаётся значением напряжённости электрич. и магн. полей около частицы. Фактически эти поля не являются полями падающего света, а получаются при рассеянии света на частице и сильно отличаются от полей падающего света. Однако установлено, что пон-деромоторное действие изменённого рассеянием света слабо отличается от действия падающего на частицу света по той же причине, по к-рой самодействие в пост. электрич. поле не вызывает движения частиц.

В протяжённых средах на каждый элемент объёма действует сила 4009-152.jpgпричём 4009-153.jpg для сред имеет смысл ди-польного момента элемента объёма. В этом случае выражение для 4009-154.jpgопределяет не только пондеромоторные, но и др. объёмные силы в среде, к-рые образуются потому, что 4009-155.jpgв среде имеет двойную зависимость от местоположения: через распределение поля и через распределение диэлектрич. характеристик среды, если эта среда неоднородна. Величина силы П. д. с., составляющей часть объёмной силы, наиб. просто определяется для слабопоглощающих оптически изотропных сред в стационарных световых потоках:

4009-156.jpg

где 4009-157.jpg- диэлектрическая и 4009-158.jpg- магн. проницаемости. В этом выражении последнее слагаемое - сила Абрагама, а первое (гораздо большее второго, т. к.4009-159.jpg имеет ненулевое значение на границе кусочно-однородных сред. Эта составляющая такая же по форме, как и поидеромоторная сила в пост. электрич. поле, но по существу иная, т. к. определяет эффект излучения - давление света. Различие между описаниями разных сил одной ф-лой кроется в различии возможных распределений плотности полей излучения и постоянного электрического.

Исторически первоначально пондеромоторные силы объяснялись упругим натяжением силовых линий в среде, в связи с чем компоненты сил определялись через тензор натяжений Максвелла:4009-160.jpg В результате интегрирования этого выражения по объёму тела компоненты силы П. д. с. могут быть представлены в виде потока импульса через поверхность тела: 4009-161.jpg В общем случае для оптически анизотропных сред с произвольной частотной и пространственной дисперсиями диэлектрич. проницаемости, в частности для сильно поглощающих сред, представление силы П. д. с. через к.-л. тензор энергии-импульса неизвестно.

П. д. с. вызывает как перемещение тел, так и их вращение вследствие сообщения светом момента импульса веществу. Так же, как и при сообщении импульса, вращающий момент сил создаётся как неспецифическим для излучения образом, так и благодаря свойствам излучения. Неспецифич. эффект обусловлен анизотропией поляризуемости и несимметрией распределения поля. Специфич. эффект излучения вызывается изменением круговой поляризации поля при рассеянии и поглощении цпркулярно поляризованного света (см. Садовского эффект).

Концепция П. д. с. обычно применяется в линейной оптике. При описании механич. действия света высокой интенсивности, сопровождающегося нелинейными эффектами, пондеромоторные силы вообще не выделяются, хотя иногда возможно обобщение понятия П. д. с. на случай зависимости восприимчивости атомов и молекул от интенсивности облучения (см. Нелинейные восприимчивости).

Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 10 изд., М., 1989; Ландау Л. Д., Лифшиц E. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Эшкин А., Давление лазерного излучения, "УФН", 1973, т. НО, с. 101; Аскарь-ян Г. А., Движение частиц в луче лазера, там же, с. 115; Гинзбург В. Л., Угаров В. А., Несколько замечаний о силах и тензоре энергии-импульса в макроскопической электродинамике, там же, 1976, т. 118, с. 175. С. Г. Пржибельский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ПОНДЕРОМОТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА" в других словарях:

  • ПОНДЕРОМОТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА — (от лат. pondus род. п. ponderis вес, тяжесть и motor приводящий в движение), свет сообщает облучаемому им или испускающему его телу импульс или момент количества движения (см. Давление света, Садовского эффект) …   Большой Энциклопедический словарь

  • пондеромоторное действие света — (от лат. pondus, род. п. ponderis  вес, тяжесть и motor  приводящий в движение), сообщение светом облучаемому им или испускающему его телу импульса или момента количества движения (см. Давление света, Садовского эффект). * * * ПОНДЕРОМОТОРНОЕ… …   Энциклопедический словарь

  • Пондеромоторное действие света — (от лат. pondus, родительный падеж ponderis вес, тяжесть и motor приводящий в движение)         механическое действие оптического излучения (См. Оптическое излучение) (света), которое проявляется в том, что свет сообщает облучаемому им или… …   Большая советская энциклопедия

  • ПОНДЕРОМОТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА — (от лат. pondus, род. п. ponderis вес, тяжесть и motor приводящий в движение), сообщение светом облучаемому им или испускающему его телу импульса или момента количества движения (см. Давление света, Садовского эффект) …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Лебедев Петр Николаевич — [24.2(8.3).1866, Москва, ≈ 1(14).3.1912, там же], русский физик. Родился в купеческой семье. В 1887≈91 работал в Страсбурге и Берлине в лабораториях А. Кундта, Ф. Кольрауша и Г. Гельмгольца. В 1891, возвратившись на родину, начал преподавать в… …   Большая советская энциклопедия

  • Лебедев — I Лебедев         Александр Алексеевич [14(26).11.1893, Паневежис, ныне Литовской ССР, 15.3.1969, Ленинград], советский физик, академик АН СССР (1943; член корреспондент 1939), Герой Социалистического Труда (1957). После окончания Петроградского… …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»