Большая Советская Энциклопедия (ДА) - [14]

Давление горное

Давле'ние го'рное, см. Горное давление .

Давление звука

Давле'ние зву'ка, давление звукового излучения, радиационное давление, постоянное давление, испытываемое телом, находящимся в стационарном звуковом поле. Д. з. не следует смешивать со звуковым давлением , представляющим собой периодически меняющееся давление в среде, в которой распространяется звуковая волна. Д. з. пропорционально плотности звуковой энергии и, следовательно, квадрату звукового давления. Оно мало по сравнению со звуковым давлением; так, например, в звуковом поле в воздухе, в котором звуковое давление равно 10² н/м² , при нормальном падении звуковой волны на полностью отражающее звук препятствие Д. з. приблизительно равно 0,1 н/м² . Измерение Д. з. производится радиометром . Зная величину Д. з., можно определить абсолютное значение интенсивности звука в данной среде.

  Лит.: Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах, 3 изд., М., 1960; Морз Ф., Колебания и звук, пер. с англ., М. — Л., 1949.

Давление света

Давле'ние све'та, давление, производимое светом на отражающие или поглощающие тела. Д. с. впервые было экспериментально открыто и измерено П. Н. Лебедевым (1899). Величина Д. с. даже для самых сильных источников света (Солнце, электрическая дуга) ничтожно мала и маскируется в земных условиях побочными явлениями (конвекционными токами, радиометрическими силами, см. Радиометрический эффект ), которые могут превышать в тысячи раз величину Д. с. Для обнаружения Д. с. Лебедев изготовил специальные приборы и проделал опыты, представляющие замечательный пример искусства эксперимента. Основной частью прибора Лебедева служили плоские лёгкие крылышки (диаметром 5 мм ) из различных металлов (платина, алюминий, никель) и слюды (рис. 1 ). Крылышки подвешивались на тонкой стеклянной нити и помещались внутри стеклянного сосуда G (рис. 2 ), из которого выкачивался воздух. На крылышки с помощью специальной оптической системы и зеркал направлялся свет от сильной электрической дуги В. Перемещение зеркал S₁ , S₄ давало возможность изменять направление падения света на крылышки. Устройство прибора и методика измерения позволили свести до минимума мешающие радиометрические силы и обнаружить Д. с. на отражающие или поглощающие крылышки, которые под его воздействием отклонялись и закручивали нить. В 1907—10 Лебедев исследовал Д. с. на газы, что было ещё труднее, так как Д. с. на газы в сотни раз меньше, чем на твёрдые тела.

  Результаты экспериментов Лебедева и более поздних исследователей полностью согласуются со значением Д. с., определённым на основе электромагнитной теории света (Дж. К. Максвелл , 1873), что явилось ещё одним важным подтверждением теории электромагнитного поля Фарадея — Максвелла. Согласно электромагнитной теории света, давление, которое оказывает на поверхность тела плоская электромагнитная волна, падающая перпендикулярно к поверхности, равно плотности и электромагнитной энергии (энергии, заключённой в единице объёма) около поверхности. Эта энергия складывается из энергии падающих и энергии отражённых от тела волн. Если мощность электромагнитной волны, падающей на 1 см² поверхности тела, равна S эрг/см² ( сек ), коэффициент отражения электромагнигной энергии от поверхности тела равен R, то вблизи поверхности плотность энергии u = S• (1+R)/c (с — скорость света). Этой величине и равно Д. с. на поверхность тела: р = S (1 + R )/c (эрг/см³ или дж/м³ ). Например, мощность солнечного излучения, приходящего на Землю, равна 1,4•10⁶ эрг/ (см² (сек ) или 1,4•10³ вт/м² , следовательно, для абсолютной поглощающей поверхности (когда R = 0) р = 4,3 •10^-5 lдин/см² = 4,3•10^-6 н/м². Общее давление солнечного излучения на Землю равно 6•10¹³дин (6•10⁸н ), что в 10¹³ раз меньше силы притяжения Солнца.

  Изотропное равновесное излучение также оказывает давление на систему (тело), с которой оно находится в термодинамическом равновесии:

р = u/3=1/3•sT⁴ ,

где s — постоянная Стефана — Больцмана, Т — температура излучения. Существование Д. с. показывает, что поток излучения обладает не только энергией, но и импульсом, а следовательно, и массой.

  С точки зрения квантовой теории, Д. с. — результат передачи телам импульса фотонов (квантов энергии электромагнитного поля) в процессах поглощения или отражения света. Квантовая теория даёт для Д. с. те же формулы.

  Особо важную роль Д. с. играет в двух противоположных по масштабам областях явлений — в явлениях астрономических и явлениях атомарных. В астрофизике Д. с. наряду с давлением газа обеспечивает стабильность звёзд , противодействуя силам гравитационного сжатия (при температуре ~ 10⁷ градусов в недрах звёзд Д. с. достигает десятков млн. атмосфер). Д. с. существенно для динамики околозвёздного и межзвёздного газа; действием Д. с. объясняются некоторые формы кометных хвостов (см. Кометы ). Д. с. вызывает возмущение орбит искусственных спутников Земли (особенно лёгких спутников-баллонов типа «Эхо» с большой отражающей поверхностью). К атомарным эффектам Д. с. относится «световая отдача», которую испытывает возбуждённый атом при испускании фотона. К Д. с. близко явление передачи гамма-квантами части своего импульса электронам, на которых они рассеиваются (см.