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证明光线压力的实验

当大家阅读到后面的时候就会看到,想要把某一物体从地球表面运送到宇宙中,只需要使它的运动速度达到11千米/秒;而进一步要想使它在太阳系中自由航行,则需要使它具有17千米/秒的运行速度。也就是说,倘若现在一粒来自地球的微尘已经到达了大气层外,在那里,光线的压力会控制着它,使它从此远离地球,流落到宇宙空间中。它会在光线压力的作用下越飞越远,飞行速度也会逐渐加快,在越过火星、小行星、木星等星球之后,朝着太阳系的边缘飞去。

图7 尼科耳斯和赫尔证明光线压力的实验

美国的两位科学家尼科耳斯和赫尔做过如 图7 所示的这个具有重大意义的实验。他们和列别捷夫都在同一时期研究过 光线压力

光线压力是列别捷夫在1900年发现的,而尼科耳斯和赫尔则是在1901年做了相关实验。

两位科学家在一根中部有细颈、形状类似于沙漏的真空玻璃管中撒入一些烧过的菌类孢子和金刚砂的混合粉末。烧过之后的菌类孢子会变成颗粒很小、质量很轻的炭末,这些炭末微粒具有不超过0.002毫米的粒径,并且密度仅仅是水的 。所以,倘若这时用一束由放大镜汇聚而成的 强光 去照射混合微粒,这些炭末微粒会受到光束的排斥作用力。事实上,做出来的实验结果是:当使用弧光灯照射从细颈通过的菌类炭末和金刚砂的混合微粒时,质量较重的金刚砂粉末会垂直下落,而菌类炭末会受到推斥作用力,从而不会落下去。

与普通的光线相比,汇聚而成的这束光线具有更强的压力。

图8 一般彗星由彗头和彗尾两大部分构成

利用光线压力这一原理,我们就可以解释, 彗星 会拖着长长的尾巴这一奇特的现象是因为受到太阳的推斥作用。而远在3个世纪之前,行星体系的奠基人、天才科学家 开普勒 就已经预料到了这一点,因此他留下了一篇和彗星相关的论文,其中是这样描述的:

约翰尼斯·开普勒(1571~1630),德国杰出天文学家、物理学家、数学家。行星运动三大定律发现者。

以物质本身的性质来判断,当宇宙空间中透得过光线的彗头受到太阳光线的推斥作用时,由于光线会撞击且透过彗头,这时会有一些从彗星内部出来的物质,随着太阳光线穿透和照亮彗星体的运动途径出去……由于受到太阳光线推斥作用,彗星体的物质中总会有一些东西不断受到驱逐,而得益于彗尾形成的启发,我才找到了这个原因。大家熟知的是彗尾的形成与太阳光线的推斥力相关,并且彗尾的指向一直是与太阳所在的方向相反的。因此,对于太阳光线从彗头中驱逐出的物质形成了彗尾这一点是毋庸置疑的。 eVydu2u1X65CUf2V4FiUsnjuKmxmYlDGdDuBNuOb33bwwMSc5w9i1meDJlgoOGWz

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