Re: La vela dello spazio

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: 1999/04/24

Mauro D'Uffizi ha scritto:
> Si fa l'ipotesi di utilizzare come propulsione per i futuri viaggi
> spaziali delle vele riflettenti spinte dalla luce.
> Che il fotometro di Bunsen dimostrasse che la luce puo'
> spingere qualcosa, e' cosa antica, e se non sbaglio era
> uno dei punti di forza della teoria corpuscolare.
Veramente non credo proprio che il fotometro di Bunsen possa servire a
questo; comunque non e' qui il problema.

> Se il fotone rimbalzando contro la vela le cede una piccola
> quantita' di moto, esso stesso dovrebbe ridurre la propria,
> ma non potendo ridurre la propria velocita' che e' sempre c,
> dovrebbe perdere in frequenza.
Ti sei dimenticato che la q. di moto e' un vettore!
Se p e' la q. di moto del fotone, quando colpisce uno specchio fermo
rimbalza con -p. La var. dio q. di moto del fotone e' -2p, quella ceduta
allo specchio 2p.
Ma questo te l'ha gia' detto Renato Croci.

> Immagino pero' l'esperimento ideale, neanche troppo, in cui
> un raggio laser venga costretto a rimbalzare tra due specchi
> poggiati su zattere galleggianti.
> in tal caso le zattere dovrebbero nel tempo allontanarsi per
> la pressione di radiazione.
> Specchi di alta qualita' permetterebbero innumerevoli rimbalzi
> ed alla fine il raggio emergente dovrebbe mostrare un
> notevole red shift.
Questo e' vero: non per la q. di moto, ma per l'energia. Se le zattere
si mettono in moto, possono farlo solo a spese dell'energia del fotone.

> Inoltre il fotone avrebbe dimostrato che buona parte della propria
> energia e' costituita da energia cinetica, con grave discapito per
> la teoria ondulatoria.
Non e' vero.
1) Che c'e' di male a pensare che l'energia del fotone e' cinetica?
2) Tutti gli stessi effetti li puoi spiegare benissimo con un modello
ondulatorio, anche se i calcoli sono molto meno elementari.

Marco Coletti ha scritto:
> Infatti, lo specchio puo' essere visto come una sorgente di luce che
> si allontana; quindi effetto Doppler, quindi spostamento verso il
> rosso.
Non e' proprio giusto: nel rif. dello specchio la frequenza e' gia'
ridotta per effetto Doppler; poi va come dici. Quindi il redshift e'
maggiore.

> La pressione di radiazione dovrebbe essere costante
No, per la stessa ragione.
La pressione sullo specchio diminuisce man mano che lo specchio aumenta
velocita'.

> ... ma man mano che la velocita' della vela aumenta, aumenta anche la
> potenza che la luce cede alla vela: potenza = forza * velocita'
> Pertanto lo spostamento verso il rosso, nullo all'inizio, si fa sempre
> piu' marcato.
Questo e' vero.
In realta' succedono due cose: ogni fotone riflesso ha energia minore,
inoltre il numero di fotoni riflessi ricevuti per unita' di tempo
decresce anch'esso.
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
Received on Sat Apr 24 1999 - 00:00:00 CEST