光推動

光推動是指在高於某特定頻率的電磁波照射下，某些特定物質會克服自身重力和其它阻力而產生一定的運動，即將光能轉換為動能。

基本介紹

• 中文名：光推動
• 外文名： light propulsion
• 現象：某些物質在光的作用下產生運動

歷史

俄國科學家列別捷夫，美國科學家尼科爾、霍爾用實驗方法測量了光束產生的推力。1895年，俄國科學家列別捷夫在一隻密封玻璃泡內吊一根細懸絲，在它下面掛幾對薄而且很輕的翅膀，其中一邊全塗黑色，另外一邊的則是全光亮，當用光束照射它們時，發現這個懸掛體發生迴轉，說明產生了光推動現象，而且，根據迴轉的角度，量出了光束產生的推力數值。1901年列別捷夫在實驗上觀察到了光壓現象，1909年德拜在他的關於輻射壓力的博士論文文中首先建議用輻射壓力來抵消重力但由於普通光源所產生的輻射壓力極其微弱故無法實現，直至1960年雷射的出現為光推動的實現提供了實驗條件。1968年蘇聯光譜學家就首先提出利用光的力學效應來限制原子的思想。1986年A.A.shkin實現了對半徑在10一25 μm之間的粒子穩定地俘獲。

原理

科學家從理論上也證實了光束會產生推動力。按照光的微粒說，光束是一群光子。我們都知道，一束小顆粒落在物體表面，會給物體產生壓力，顯然，一群光子落在物體表面時對它產生壓力也是很自然的事，根據光的波動說，入射光的磁場與它在被照射物體上產生的電流之間發生的相互作用，也形成對物體的作用力。我們平時沒有察覺光有推動力，那是因為普通光源發射的光強度不高，產生的推動力太微弱。

套用

中國在石墨烯套用領域探索中獲得重大發現，石墨烯在光作用下的運動現象，這一發現可作為新的太空動力來源，作為一種新的發電裝置都成為了可能。經過反覆實驗與論證，北京碳世紀科技有限公司展現了這項重大套用發現，並成功研製了該項裝置，充分展示了石墨烯材料的“光推動”現象。碳的單原子層結構可以將光能轉換為動能。具體表現為將光束垂直向上照射玻璃管中的石墨烯球底部，隨著光強逐漸由小變大，石墨烯球開始向上移動，最終在光強穩定時，石墨烯球停止向上移動，呈現光懸浮現象，其克服重力作用並與原來位置產生一定位移（10CM-80CM）,在重力和管壁附著力的作用下“懸浮”在玻璃管中。

陳永勝教授課題組發現如同樣現象，可以實現光對於巨觀物體的直接操縱，石墨烯獨特的結構和性質，以及材料的特殊形態，使得材料不僅可以吸收光，還可以產生運動，對於太陽帆的套用具有重要意義。

雷射推進也是光推動的一個套用。自雷射器發明以來,人們就一直期望利用雷射方向性好、亮度高、衍射損失小和傳輸距離遠的特點,用“雷射推進”來取代傳統的火箭發動機的化學推進,以提高火箭發動機的比推力和推力質量比率。