Momento E Pressão de Radiação

Um objeto que absorve uma onda eletromagnética experimentaria uma força na direção de propagação da onda. Essa força ocorre porque as ondas eletromagnéticas contêm e transportam momento. A força representa a pressão de radiação da onda exercida sobre o objeto. A previsão de Maxwell foi confirmada em 1903 por Nichols e Hull, que mediram precisamente as pressões de radiação com uma balança de torção. O instrumento de medição continha espelhos suspensos em uma fibra mantidos dentro de um recipiente de vidro. Nichols e Hull obtiveram uma leve deflexão mensurável dos espelhos ao incidir luz em um deles. A partir da deflexão medida, eles calcularam a força não equilibrada sobre o espelho e obtiveram concordância com o valor previsto. A pressão de radiação aplicada por uma onda eletromagnética em uma superfície perfeitamente absorvente acaba sendo igual à densidade de energia da onda. Suponha que o material seja perfeitamente refletor e as ondas eletromagnéticas incidam normalmente na superfície. Nesse caso, a pressão exercida é o dobro, porque a direção do momento se inverte ao refletir.

A pressão de radiação desempenha um papel na explicação de muitos fenômenos astronômicos observados, incluindo o aparecimento de cometas. Quando um cometa se aproxima do Sol, ele se aquece e sua superfície, composta de gases congelados e partículas de rocha e poeira, evapora. A coma do cometa é a área nebulosa ao seu redor composta pelos gases e poeira. Alguns dos gases e poeira formam caudas quando deixam o cometa. A cauda iônica é composta principalmente por gases ionizados. Esses íons interagem eletromagneticamente com o vento solar, que consiste de um fluxo contínuo de partículas carregadas emitidas pelo Sol. A força do vento solar sobre os gases ionizados é tão forte que a cauda iônica quase sempre aponta diretamente para longe do Sol. A segunda cauda é composta por partículas de poeira. Como a cauda de poeira é eletricamente neutra, ela não interage com o vento solar. No entanto, essa cauda é afetada pela pressão de radiação produzida pela luz Solar. Embora relativamente pequena, essa pressão é forte o suficiente para fazer com que a cauda de poeira seja desviada do caminho do cometa.