Обертання тонкої нагрітої пластини за рахунок власного теплового випромінювання
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.12.1105Ключові слова:
-Анотація
Представлено результати теоретичного дослiдження обертання твердотiльної пластини за рахунок власного теплового випромiнювання. Обертальний момент пластини з однорiдною температурою зумовлено асиметрiєю фотонної вiддачi теплового випромiнювання вiд рiзних дiлянок ї ї широких граней. Розраховано часовi залежностi кута повороту прямокутної пластини в умовах, коли її температура не змiнюється, а також в режимi ї ї радiацiйного охолодження. Дослiджується залежнiсть кута повороту вiд геометричних та оптичних параметрiв пластини. Показано, що кут повороту нетривiальним чином залежить вiд товщини пластини через товщинну залежнiсть її випромiнювальної здатностi. Чисельнi розрахунки виконано для кремнiєвої пластини. Найбiльший ефект обертання (кут повороту 118,5∘ за час 70 с) отримано для дзеркально-чорної пластини товщиною 0,1 мм при заданiй сталiй температурi пластини 350 К i температурi фону 300 К. Розглянута модель може бути корисною для розроблення теплових двигунiв, ротори яких складаються з набору нагрiтих пластин з асиметрiєю фотонної вiддачi.
Посилання
M. Kaasalainen, J. Durech, B.D. Warner, Y.N. Krugly, N.M. Gaftonyuk. Acceleration of the rotation of asteroid 1862 Apollo by radiation torques. Nature 446, 420 (2007). https://doi.org/10.1038/nature05614
S.G. Turyshev, V.T. Toth, G. Kinsella, S.C. Lee, S.M. Lok, J. Ellis. Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly. Phys. Rev. Lett. 108, 241101 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.241101
V. Jain, J. Gieseler, C. Moritz, C. Dellago, R. Quidant, L. Novotny. Direct measurement of photon recoil from a levitated nanoparticle. Phys. Rev. Lett. 116, 243601 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.243601
M. Liu, T. Zentgraf, Y. Liu, G. Bartal, X. Zhang. Light-driven nanoscale plasmonic motors. Nature Nanotechnology 5, 570 (2010). https://doi.org/10.1038/nnano.2010.128
M.T.H. Reid, O.D. Miller, A.G. Polimeridis, A.W. Rodriguez, E.M. Tomlinson, S.G. Johnson. Photon torpedoes and Rytov pinwheels: Integral-equation modeling of non-equilibrium fluctuation-induced forces and torques on nanoparticles. arXiv preprint arXiv:1708.01985 (2017).
K.Y. Guga, A.G. Kollyukh, A.I. Liptuga, V.A. Morozhenko, V.I. Pipa. Features of thermal radiation of plane-parallel semiconductor wafers. Semiconductors 38, 507 (2004). https://doi.org/10.1134/1.1755879
O.G. Kollyukh, A.I. Liptuga, V. Morozhenko, V.I. Pipa. Effect of the optical characteristics of semiconductor resonator structures on the amplitudes of their thermal radiation lines. Optics Communications 260, 607 (2006). https://doi.org/10.1016/j.optcom.2005.11.008
O.S. Heavens. Optical Properties of Thin Solid Films (Dover, 1991).
J. Lehman, E. Theocharous, G.E.C. Pannell. Gold-black coatings for freestanding pyroelectric detectors. Measurement Science and Technology 14, 916 (2003). https://doi.org/10.1088/0957-0233/14/7/304
I. Mellouki, N. Bennaji, N. Yacoubi. IR characterization of graphite black-coating for cryogenic detectors. Infrared Physics and Technology 50, 58 (2007). https://doi.org/10.1016/j.infrared.2006.05.002
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
