¿Es posible acelerar un objeto emitiendo ondas EM?

Un fotón tiene una cantidad de impulso p que es igual a su energía dividida por la velocidad de la luz. Por lo tanto, cada linterna es de hecho un motor de cohete, aunque de muy baja fuerza.

impulso = p = E / c

Ahora la cantidad de Fuerza que se ejerce está relacionada con la cantidad de impulso que se crea por unidad de tiempo.

Fuerza = momento / tiempo = (Energía / tiempo) / c = Potencia / c

Entonces la Fuerza (en Newtons) es igual a la Potencia (en julios / seg) dividida por c (en metros / seg).

Como ejemplo, usemos un horno de microondas de 1000 vatios (alimentado por paneles solares, por supuesto) disparando un estrecho haz de microondas en el backend, y veamos cuánta fuerza se desarrollaría.

Mira mis números aquí amigos.

1000 vatios = 1000 julios / seg

Para obtener Force tenemos que dividir por c (que redondearé a 300,000,000 m / s.

Por lo tanto, la fuerza proporcionada por una unidad de microondas de 1kW no puede ser mayor que aproximadamente 3 micronewtons.

(Para fines de comparación, esto es menos de 1000 veces lo que se afirma para el EM-Drive que está causando un gran revuelo en algunos círculos en estos días).

Ah, y la anomalía pionera (qv) se ha explicado bastante bien por la emisión desigual de radiación infrarroja.

Entonces, creo que es bastante seguro decir que sí, de hecho, la emisión EM puede causar una aceleración medible.

No, eso no pasa. Una partícula cargada debe moverse para emitir / proyectar fuerzas eléctricas y magnéticas (EMF) a medida que viaja. Solo emitir / proyectar EMF no cambia la velocidad de esa partícula ni su vector, a menos que esas fuerzas interactúen con otras cargas.

Ahora una partícula cargada en movimiento con masa golpeando a otra masa causa un cambio en la velocidad y el vector de ambos, pero ese es otro punto diferente.

Los electrones (y, de hecho, todas las partículas cargadas) ciertamente se celeen emitiendo ondas EM (llamadas ” radiación sincrotrón ” en el caso de haces de alta energía). Es por eso que aceleramos electrones en un acelerador lineal.

Si golpeamos un electrón con un fotón de alta energía para que el primero absorba al segundo, le dará algo de impulso al primero; pero generalmente no en una dirección predecible.

En la electrodinámica cuántica, tratamos los campos eléctricos y magnéticos como tipos especiales de fotones (más o menos), por lo que si estira un poco la QED puede pensar en cualquier tipo de acelerador como un sistema para hacer que las partículas cargadas absorban los fotones de una manera sistemática y predecible. Pero la electrodinámica clásica funciona bien y es más fácil de calcular.

¿Quieres preguntar si podrías disparar un enorme rayo láser desde la parte posterior de un cohete y usarlo para acelerarlo?

Ciertamente, si tienes una fuente de energía muy grande. No sé la máxima eficiencia teórica de la mano, o el impulso específico. Prácticamente hablando, dependerá obviamente del láser y de cuán estrechamente pueda enfocar el haz.

Pero la ecuación de cohete de Tsiolkovsky todavía limitará la velocidad que puede alcanzar al final, por lo que la propuesta habitual es colocar su láser en una posición fija y disparar el rayo a un gran espejo en la parte posterior de su cohete que refleja los fotones. De esta manera obtienes el empuje sin tener que transportar el combustible. Por lo tanto, se pueden lograr velocidades más altas en principio.

El impulso específico de tales sistemas es bastante alto y creo que se han demostrado empujes de unos pocos mN por metro de superficie de espejo.

Sí, podemos decir que las ondas electromagnéticas pueden acelerar las sustancias.

Como sabemos, la luz es una onda electromagnética (naturaleza dual de la luz) y se ha visto que cada vez que una frecuencia definida (llamada frecuencia de empuje) de incidentes de luz en una superficie metálica, emite electrones de alguna energía definida. (también se conoce como efecto fotoeléctrico)

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