x

هدف البحث

بحث في العناوين

بحث في المحتوى

بحث في اسماء الكتب

بحث في اسماء المؤلفين

اختر القسم

القرآن الكريم
الفقه واصوله
العقائد الاسلامية
سيرة الرسول وآله
علم الرجال والحديث
الأخلاق والأدعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الجغرافية
الادارة والاقتصاد
القانون
الزراعة
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الهندسة المدنية
الأعلام
اللغة الأنكليزية

موافق

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

طرائق تدريس الفيزياء

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

مخفي الفيزياء

علم الفيزياء : الفيزياء الحديثة : خواص المادة :

Compressibility of radiation

المؤلف:  Richard Feynman, Robert Leighton and Matthew Sands

المصدر:  The Feynman Lectures on Physics

الجزء والصفحة:  Volume I, Chapter 39

2024-05-17

308

We may give one other example of the kinetic theory of a gas, one which is not used in chemistry so much, but is used in astronomy. We have a large number of photons in a box in which the temperature is very high. (The box is, of course, the gas in a very hot star. The sun is not hot enough; there are still too many atoms, but at still higher temperatures in certain very hot stars, we may neglect the atoms and suppose that the only objects that we have in the box are photons.) Now then, a photon has a certain momentum p. (We always find that we are in terrible trouble when we do kinetic theory: p is the pressure, but p is the momentum; v is the volume, but v is the velocity; T is the temperature, but T is the kinetic energy or the time or the torque; one must keep one’s wits about one!) This p is momentum, it is a vector. Going through the same analysis as before, it is the x-component of the vector p which generates the “kick,” and twice the x-component of the vector p is the momentum which is given in the kick. Thus 2px replaces 2mvx, and in evaluating the number of collisions, vx is still vx, so when we get all the way through, we find that the pressure in Eq. (39.4) is, instead,

Then, in the averaging, it becomes n times the average of pxvx (the same factor of 2) and, finally, putting in the other two directions, we find

This checks with the formula (39.9), because the momentum is mv; it is a little more general, that is all. The pressure times the volume is the total number of atoms times 1/3 (p⋅v), averaged.

Now, for photons, what is p⋅v? The momentum and the velocity are in the same direction, and the velocity is the speed of light, so this is the momentum of each of the objects, times the speed of light. The momentum times the speed of light of every photon is its energy: E=pc, so these terms are the energies of each of the photons, and we should, of course, take an average energy, times the number of photons. So we have 1/3 of the energy inside the gas:

For photons, then, since we have 1/3 in front, (γ−1) is 1/3, or γ=4/3, and we have discovered that radiation in a box obeys the law

So we know the compressibility of radiation! That is what is used in an analysis of the contribution of radiation pressure in a star, that is how we calculate it, and how it changes when we compress it. What wonderful things are already within our power!