Efekt Poyntinga-Robertsona

Relatywistyczne przedstawienie zjawiska: (a) - w układzie odniesienia związanym z ciałem, (b) - w układzie odniesienia związanym ze źródłem światła

Efekt Poyntinga-Robertsona to zjawisko obserwowane w przypadku przechodzenia ciał niebieskich w pobliżu Słońca.

Polega ono na wyhamowaniu tego ciała pod wpływem promieniowania słonecznego. Zjawisko to opisał w 1903 roku John Henry Poynting, skorygowane w 1937 roku przez Robertsona o efekty wynikające z teorii względności.

Wyjaśnienie

W układzie odniesienia spoczywającym względem źródła promieniowania (np Słońca), ciało pochłania promieniowanie słoneczne, padające promieniowanie wywołuje ciśnienie światła, ale jest to siła prostopadła do kierunku ruchu ciała, i nie hamuje ona ciała. Ciało promieniuje pochłonięte promieniowanie, jeśli ciało nie jest zbyt duże, to w układzie związanym z tym ciałem promieniuje we wszystkich kierunkach jednakowo, ale w układzie odniesienia związanym ze źródłem promieniowania ciało porusza się, przez co promieniowanie emitowane zgodnie z kierunkiem ruchu ma mniejszą długość fali, niż promieniowanie wysyłane w przeciwną stronę. Promieniowania te wywierają różne ciśnienie promieniowania i siła wywołana tą różnicą hamuje ciało.

Siłę działającą na ciało określa wzór:

$F_{PR} = \frac{Wv}{c^2} = \frac{r^2}{4 c^2}\sqrt{\frac{G M_s {L_s}^2}{R^5}}$

gdzie:

• W - moc pochłanianego promieniowania,
• v - prędkość ciała (ziarna pyłu),
• c - prędkość światła w próżni,
• r - promień ciała,
• G - stała grawitacji,
• M_s - masa Słońca,
• L_s - jasność Słońca,
• R - promień orbity ciała.