PRESSION de RAYONNEMENT

-pression de rayonnement

La pression de rayonnements (ou pression de radiation) reçue par un corps est le résultat de la force que les chocs des rayons provoquent sur sa surface (cette force étant la fréquence de la quantité de mouvement de toutes les particules portées par les rayons)

Equation aux dimensions structurelles : L-1.M.T -2      

Symbole de désignation : p (et n pour la contrainte)  

Unité S.I.+ : le Pascal (Pa)

 

FORMULES de BASE

p = Q'm.n / S    ou  p = P/ V.n       ou  p = Pr.t / V

avec p(Pa)= pression de radiation (des particules incluses dans le rayonnement)

Pr(W)= RAYONNEMENT (puissance) de durée t(s) dans un volume V(m3)

Q'm(m-kg/s)= quantité de mouvement des particules du rayonnement

n (Hz)= fréquence du rayonnement

S(m²)= surface de réception du rayonnement

 

Valeurs pratiques de p (en Pa):

pression du soleil sur une surface polie, sur Terre(10-6)

pression du soleil sur un satellite spatial circumterrestre(10-2 à -3)

pression causée sur Terre, dans le vide, par une lampe de 60 W(10-4)

pression causée par un très puissant laser(1013 )

-effet Casimir Voir chapitre spécial

 

PRESSION DANS UN CORPS NOIR

p = p/ 3

p(Pa)= pression sur les parois internes du corps noir sphérique

pv(J/m3)= densité volumique interne d’énergie

 

RADIOMÈTRE

C'est un appareil servant à mesurer ou visualiser un flux de rayonnements  électromagnétiques

-le radiomètre à U.V. mesure la puissance de rayonnement des rayons ultraviolets (longueurs d'onde de 250 à 450 nm)

-le radiomètre de Crooks  est composé d'une girouette enfermée dans une sphère transparente et la girouette possède un nombre pair de pales, enduites de noir d'un côté et de matière réfléchissante de l'autre

1° cas: il y a le vide dans la sphère

Si la girouette est soumise à un rayonnement photonique : les photons arrivant sur les faces réfléchissantes créent une poussée, grâce à leur impact de réflexion, mais sur les faces

noires il y a très peu de réflexions et les photons se perdent dans l'inertie du métal

La différence des pressions entraîne donc une rotation de la girouette s'effectuant dans le sens de l'éloignement des faces réfléchissantes

2° cas: il y a une atmosphère raréfiée dans la sphère

La girouette va tourner maintenant dans l'autre sens de rotation, mais uniquement si elle est soumise à des rayons thermiques (infrarouges et moindres)

Ces rayonnements thermiques chauffent les molécules du gaz résiduel inclus et la convexion leur permet d'acquérir de l'énergie qui va être absorbée davantage par les faces noires que par les autres

Les photons purement lumineux ne peuvent plus ici agir sur les pales (comme dans le cas n° 1), car les molécules du gaz leur font barrage (dans une sphère de ce genre, même en atmosphère très raréfiée, il reste encore au moins 1012 molécules)

 

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