Wie schreibt man Strahlungsdruck?

Erklärung für Strahlungsdruck

Der Strahlungsdruck p S t {\displaystyle p_{\mathrm {St} }} oder Lichtdruck ist der Druck, der durch absorbierte, emittierte oder reflektierte elektromagnetische Strahlung auf eine Fläche wirkt. Bei Absorption und Emission ist der Strahlungsdruck gleich der Intensität I {\displaystyle I} der Welle, auch Bestrahlungsstärke E e {\displaystyle E_{\mathrm {e} }} genannt, dividiert durch die Lichtgeschwindigkeit c {\displaystyle c} : p S t = I c = E e c {\displaystyle p_{\mathrm {St} }={\frac {I}{c}}={\frac {E_{\mathrm {e} }}{c}}} mit den Einheiten [ p S t ] = N m 2 = J m 3 = P a {\displaystyle \left[p_{\mathrm {St} }\right]={\frac {\mathrm {N} }{\mathrm {m} ^{2}}}={\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {m} ^{3}}}=\mathrm {Pa} } (Pascal); bei vollständiger Reflexion ist der Strahlungsdruck doppelt so groß wie bei vollständiger Absorption: p S t = 2 ⋅ I c = 2 ⋅ E e c {\displaystyle p_{\mathrm {St} }=2\cdot {\frac {I}{c}}=2\cdot {\frac {E_{\mathrm {e} }}{c}}} Bei Reflexion an einer Oberfläche mit Reflexionsgrad ϱ {\displaystyle \varrho } gilt für den Strahlungsdruck: p S t = I c ⋅ ( 1 + ϱ ) = E e c ⋅ ( 1 + ϱ ) {\displaystyle p_{\mathrm {St} }={\frac {I}{c}}\cdot (1+\varrho )={\frac {E_{\mathrm {e} }}{c}}\cdot (1+\varrho )} Die Bestrahlungsstärke der Sonne auf eine Fläche in der Erdumlaufbahn außerhalb der Erdatmosphäre, oder Solarkonstante beträgt E e = 1,367 kW/m 2 {\displaystyle E_{\mathrm {e} }={\text{1,367 kW/m}}^{2}} . Beim Durchgang durch die Atmosphäre nimmt die direkte Strahlung ab und die diffuse Strahlung zu. An einem schönen, klaren Sommertag können Globalstrahlungswerte von E G = 1 kW/m 2 {\displaystyle E_{\mathrm {G} }={\text{1 kW/m}}^{2}} erreicht werden. Der resultierende Lichtdruck bei perfekter Reflexion beträgt dann p St = 2 ⋅ E G c = 2 kW/m 2 3 ⋅ 10 8 m/s = 6,6 ⋅ 10 − 6 N/m 2 {\displaystyle p_{\text{St}}=2\cdot {\frac {E_{\mathrm {G} }}{c}}={\frac {{\text{2 kW/m}}^{2}}{3\cdot 10^{8}{\text{ m/s}}}}={\text{6,6}}\cdot 10^{-6}{\text{ N/m}}^{2}} Dies entspricht einer Kraft von F = p St ⋅ A = 1,3 ⋅ 10 − 9 N {\displaystyle F=p_{\text{St}}\cdot A={\text{1,3}}\cdot 10^{-9}{\text{ N}}} auf eine Fläche von A = 2 cm2 eines Lichtmühlenflügels.

Quelle: wikipedia.org