Presión de radiación para niños
La presión de radiación es una fuerza muy pequeña que la radiación electromagnética, como la luz del Sol, ejerce sobre cualquier superficie que ilumina. Imagina que la luz no solo ilumina, sino que también empuja un poquito. Si una superficie absorbe toda la luz, la presión es la energía de la luz dividida por la velocidad de la luz. Si la superficie refleja la luz, la presión es el doble. Por ejemplo, la luz del Sol que llega a la Tierra ejerce una presión muy, muy pequeña, de unos 4,6 micropascales (µPa) si se absorbe.
Contenido
¿Quién descubrió la presión de radiación?
El concepto de que la luz puede ejercer presión fue propuesto por primera vez por el científico James Clerk Maxwell en 1871. Él lo dedujo usando sus teorías sobre el electromagnetismo. Más tarde, esta idea fue demostrada en experimentos. El científico Piotr Lébedev lo probó en el año 1900, y luego, en 1901, Nichols y Hull también lo confirmaron. Aunque esta presión es muy débil, se puede medir con instrumentos especiales, como un radiómetro de Nichols, que usa una superficie muy fina y brillante.
¿Cómo funciona la presión de radiación?
La presión de radiación se puede entender usando diferentes ramas de la física, como la mecánica cuántica o la termodinámica. Básicamente, si tienes un espacio lleno de radiación que se mueve en todas direcciones, la presión que ejerce sobre una superficie es igual a un tercio de la energía total de esa radiación por unidad de volumen.
La presión de radiación en el espacio
En el espacio, la mayor parte de la energía de la radiación proviene del Sol. Aunque la presión es muy débil, puede tener efectos importantes en partículas muy pequeñas, como los electrones o el gas ionizado. Por ejemplo, esta presión influye en cómo se mueven los electrones que salen del Sol o el material que se desprende de los cometas. También es importante para entender fenómenos como el efecto Yarkovsky y el efecto Yorp, que afectan la órbita de pequeños asteroides.
La presión de radiación dentro de las estrellas
Dentro de las estrellas, las temperaturas son extremadamente altas. Por ejemplo, en el centro del Sol, la temperatura puede llegar a 15 millones de grados Celsius. En estrellas mucho más grandes, llamadas supergigantes, la temperatura puede superar los mil millones de grados. Como la presión de radiación aumenta mucho con la temperatura (se eleva a la cuarta potencia), se vuelve muy importante en estos lugares tan calientes. En el Sol, la presión de radiación es menor que la presión del gas, pero en las estrellas más grandes y pesadas, la presión de radiación es la fuerza principal que las mantiene estables.
¿Qué son las velas solares?
Las velas solares son una idea para impulsar naves espaciales usando la presión de la luz del Sol. Funcionan como las velas de un barco, pero en lugar de viento, usan el "empuje" de los fotones (las partículas de luz). La sonda espacial japonesa IKAROS, que fue lanzada en 2010, demostró que esta forma de propulsión puede funcionar en el espacio.
La presión de radiación en otros campos
La idea de la presión de radiación no solo se aplica a la luz. En acústica, por ejemplo, la presión de radiación es la fuerza que una onda de sonido ejerce en la superficie entre dos materiales diferentes. También se investiga cómo usar pulsos de láser muy cortos para acelerar iones o protones, lo que podría tener aplicaciones en la medicina, como en la terapia con haces de iones.
Véase también
En inglés: Radiation pressure Facts for Kids
- Vector de Poynting
- Vela solar
