辐射压(亦称光压)是
电磁辐射对所有暴露在其下的物体表面所施加的压力。在这种场合下最好把电磁辐射看成对物体进行推撞的光子流。太空中尘埃颗粒受到辐射压可能超过
引力,这就解释了
彗星的稀薄尾巴为何总是背离
太阳——它是被辐射压推出来的。
辐射压(亦称光压)是电磁辐射对所有暴露在其下的物体表面所施加的压力。在这种场合下最好把电磁辐射看成对物体进行推撞的光子流。太空中尘埃颗粒受到辐射压可能超过引力,这就解释了彗星的稀薄尾巴为何总是背离太阳——它是被辐射压推出来的。
如果被吸收,压力是流量密度除以
光速;如果完全被反射,辐射压将会加倍。例如,太阳辐射的能量在
地球的流量密度是1370 W/m,所以吸收状态下的辐射压是4.6μPa(参考气候模型)。
1871年,
英国物理学家
詹姆斯·麦克斯韦从理论上推论出
电磁辐射会对所有暴露在其下的物体表面施加压力的事实,并且先后于1900年被
苏联物理学家
列别捷夫、1901年被尼古拉斯和赫尔经由实验证实。这种压力非常微弱,但能在保持精确平衡下反射电磁辐射的金属翻版(尼古拉斯辐射计)查出[可经由精确的实验查出辐射压的踪迹。
对于
黑体辐射,被暴露的表面是平衡的,能量密度是符合斯忒藩-
路德维希·玻尔兹曼定律的,等于σT4/3c;此处σ是斯忒藩-玻耳兹曼
常数,c 是
光速,T是该处空间的
开尔文。三分之一的能量等于 6.305×10−17T4 J/(m3K4),因此是与前述以压力单位巴表示的是
相等的。
例如,在水的
沸点(373.15K),辐射压只有3微巴(约为每平方英里两磅的力)。如果辐射具有方向性(在行
星际空间,来自
太阳的能量流占有压倒性的份量),辐射压可增强三倍,达到σT/c;如果物体是理想的反射体,压力还可以倍增成为2σT/c。一个太阳帆位于辐射温度相当于水的沸点之处,会承受到22微巴的辐射压,或是接近13 lbf/sq mi。如此微弱的辐射压,还是可以对微小的质点,像是气体、离子和电子,产生明显的作用,并且对来自太阳、
彗星物质等等发射电子的理论是很重要的(参考亚尔科夫斯基效应、YORP效应)。
在
恒星内部的温度非常高,恒星模型预测
太阳在核心的温度约1,500万K,
超巨星核心的温度更高达10亿K。辐射压与温度的四次方成正比,因此在这样的高温下温度是很重要的因素。在太阳,辐射压力与气体压力比较仍是微不足道的;但在大质量的恒星,辐射压是所有压力中最主要的成分。
太阳帆是被提出作为
航天飞机推进的一种方法,将使用太阳辐射压力做为动力的来源,民间的太空船
宇宙1号已经在尝试使用这种形式的动力。
在
声学,辐射压是当声波穿过两个媒介体之间的接触位置时,以单一方向施加在该处的压力。