Рис. 3. Схема расширения Вселенной. Взаимное удаление гравитационно-связанных звёзд под воздействием Духа Божьего (космического ветра).

Падая на поверхность тела, электромагнитное излучение также оказывает на него давление. Рассмотрим некоторые моменты теории светового давления. Впервые предположение о том, что давление света существует, было сделано немецким учёным Иоганном Кеплером в XVII веке. Изучая поведение комет, пролетающих вблизи Солнца, он обратил внимание на то, что хвост кометы всегда отклоняется в сторону, противоположную Солнцу. Кеплер предположил, что каким-то образом это отклонение вызывается воздействием солнечных лучей.

Теоретически существование светового давления было предсказано в XIX веке британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом, создавшим электромагнитную теорию и утверждавшим, что свет – это также электромагнитные колебания, и он должен оказывать давление на препятствия.

Свет – это электромагнитная волна. Она создаёт электрическое поле, под действием которого электроны в теле, встречающемся на её пути, совершают колебания. В теле возникает электрический ток, направленный вдоль напряжённости электрического поля. Со стороны магнитного поля на электроны действует сила Лоренца. Её направление совпадает с направлением распространения световой волны. Это и есть сила светового давления. По расчётам Максвелла, солнечный свет производит на чёрную пластину, расположенную на Земле, давление определённой величины (р = 4 • 10-6 Н/м2). Но это было всего лишь теоретическое предположение. Чтобы доказать его, нужно было подтвердить теорию практическим экспериментом, то есть измерить величину светового давления. На практике это осуществил русский физик-экспериментатор Пётр Николаевич Лебедев. Опыт, проведённый им в 1899 г., подтвердил предположение Максвелла о том, что световое давление на твёрдые тела существует.

Для проведения своего опыта Лебедев создал специальный прибор, который представлял собой стеклянный сосуд. Внутрь сосуда помещался лёгкий стерженёк на тонкой стеклянной нити. По краям этого стерженька были прикреплены тонкие лёгкие крылышки из различных металлов и слюды. Из сосуда выкачивался воздух. С помощью специальных оптических систем, состоящих из источника света и зеркал, пучок света направлялся на крылышки, расположенные с одной стороны стерженька. Под воздействием светового давления стерженёк поворачивался, и нить закручивалась на какой-то угол.

По величине этого угла и определяли величину светового давления. Чтобы сделать эксперимент более точным, Лебедев взял сосуд большого объёма. Крылышко он сделал из двух пар очень тонких кружочков из платины.

По одну сторону стерженька кружочки были блестящими с обеих сторон, по другую – одну из сторон покрыли платиновой чернью. Пучки света направлялись на них то с одной, то с другой стороны, чтобы уравновесить силы, действующие на крылышки. В результате давление света на крылышки было измерено. Результаты опыта подтвердили теоретические предположения Максвелла о существовании светового давления. А его величина была почти такой же, как и предсказал Максвелл.

Рис. 4. Прибор Лебедева. Впервые давление света измерил русский физик Петр Николаевич Лебедев в 1900 году

В 1907-1910 годах с помощью более точных экспериментов Лебедев измерил давление света на газы. Свет, как любое электромагнитное излучение, обладает энергией Е. Его импульс р = Ev/c2, где v – скорость электромагнитного излучения, c – скорость света. Так как v = с, то р = E/с.

Энергия фотона εф = hv = hc/λ (1) лежит в широком диапазоне от нескольких электрон-вольт для видимого света (λ ≈ 500 нм) до миллионов электрон-вольт для жёсткого гамма-излучения (λ ≈ 10-3 нм).