Ошибка П. Н. Лебедева при измерении давления света

     Для проверки результатов эксперимента П.Н. Лебедева Костюшко создал аналогичный прибор, с которым работал профессор, но только с более высокой чувствительностью. Для начала Костюшко продемонстрировал всё то, что Лебедев наблюдал на своём маятнике и на основании чего пришёл к ошибочным выводам. 
Термодинамическое  состояние  разряжённой среды по разные стороны освещаемой пластинки различно и, следовательно,  различны  силы  давления,  которые  оказывают частицы  среды вакуумной камеры на плоскости сторон пластинки. При любой степени разрежённости  внутри камеры эта разность давлений будет сохраняться. Её-то, говоря упрощённо, Лебедев и принял за давление света.

• Три силы. При освещении пластинки, находящейся на конце штанги крутильного маятника, она подвергается действию трёх сил. Первая сила (F(I/G)) возникает в результате изменения соотношения между инертной и гравитационной массой вследствие изменения температуры пластинки. Вторая – радиометрическая сила F(R), возникает за счёт разности температур среды. Третья сила - сила давления света F(D).

• Проведение эксперимента. Изменяя положение штанги относительно частей света можно заставить работать все  эти силы в одном направлении  –  тогда отклонение штанги будет максимальным. Но можно силу  F(I/G) заставить работать и против сил F(R), F(D). Или вообще избавиться от неё, сориентировав штангу маятника по направлению "Запад-Восток". В этом случае,  при освещении пластины,  штанга будет изменять своё  исходное положение только в плоскости, проведённой через нить подвеса и саму штангу. При этом степень глубины вакуума внутри камеры с маятником на проявление и действие силы F(I/G)  никакого влияния не оказывает.
Если от радиометрической силы избавиться нельзя, то, по крайней мере, её можно использовать для демонстрации того, что она явилась причиной принятия ложного решения, о якобы обнаруженном давлении света. В качестве освещаемой пластинки было взято кварцевое стекло, с тыльной стороны которого находился экран из золотой фольги. При освещении светом такого двухслойного объекта, его тыльная  сторона нагревалась сильней, и маятник поворачивался навстречу источнику света.
    Когда же экран из фольги убирался, маятник при тех же самых условиях внутри камеры и той же самой исходной ориентации "Запад-Восток", отклонялся от источника света, создавая иллюзию наличия светового давления. Если штанга маятника не имеет строгой ориентации "Запад-Восток", то при освещении пластины сила F(I/G) также принимает участие в её повороте. В приборе Лебедева эта сила присутствовала и также способствовала раскачке его маятника – усиливала или уменьшала её. Но Лебедев об этой силе ничего не знал. 

• Суть ошибки Лебедева. Статистически полученные конечные результаты, обусловленные силами  F(D) и F(I/G),были по ошибке объяснены наличием силы давления света. Но если даже сила давления света и существовала, то в опытах Лебедева она была значительно меньше радиометрической силы. Эксперименты,  которые  проделал  П.Н. Лебедев, не могут считаться достаточно убедительными, так как не исключают полностью всех побочных эффектов. Но именно ошибочная интерпретация экспериментов, сделанная  Лебедевым  и  доложенная  в  1900  году  в  Париже,  явилась поводом для признания существования светового давления. 

• Давление света обосновывается в квантовой механике, однако, резонно напоминает Костюшко, «теория может объяснить всё». Исходя же из собственных представлений о физической  причине возникновения  давления  света, он считает, что подобного свойства в природе скорее нет, чем оно есть. Для обоснования этого мнения были использованы данные о воздействии электромагнитных полей на отдельные атомы и атомные системы. 

Выводы Костюшко к статье

1. Своими опытами Лебедев принципиально не мог доказать и не доказал, что давление света реально существует.
2. Для желающих продолжать аналогичные опыты по измерению давлению света: рекосендую обеспечить разрежение в камере не хуже 5·10-4 торр.
3. Статья даёт реальную возможность избавиться, как минимум, от двух физических иллюзий. Не воспользоваться же ей немедленно, означает отсрочку на неопределённый срок избавление физики «от скверны».
4. Современная физика, помимо качественной научной информации, содержит и немалое количество устаревших и ошибочных физических понятий и представлений. 
5. Признание нового в науке, а  также  исправление  ошибок, протекают длительно и очень болезненно, т.к. многие научные авторитеты, как правило, не признают их сразу по той простой причине, что они несовместимы со сложившимся у них научным мировоззрением.

Замечания автора заметки

1. Мнение  Костюшко: свет, возможно, не оказывает давления на отражающие его тела. С точки зрения официальной физики (с ней, в данном случае, я полностью согласен) такое считается невозможным. Свет, без сомнения, «давит» на тела, но феноменологически возможно и такое «чудо»: свет «притягивает» тело к себе. Схематично это выглядит так [2]: Поглощение фотона ионом  –>  Излучение ионом электрона, получившего импульс фотона и его орбитальный импульс и движущегося «вперёд» –> Компенсирующее движение иона в противоположном направлении – «к свету».
2. Костюшко не верит в реальность использования давления света: «Вот уже более столетия световое давление воспринимается, как реально существующее явление, и даже делаются фантастические попытки найти ему практическое применение, например, для удержания на орбитах космических объектов или для разгона космических кораблей с помощью "солнечных парусов". 
     Идея использования давления света в космосе, на мой взгляд, никаких сомнений не вызывает. В самом деле, представим себе лёгкий космический аппарат, вращающийся  по круговой орбите вокруг Солнца. Для корректировки орбиты  аппарата установим на нём друг против друга два зеркала с управляемыми лазерами  –  № 1 с большим радиусом орбиты и № 2 – с меньшим. Если мы, когда аппарат движется против вектора абсолютной скорости Солнца, пошлём один импульс света от зеркала 1 к зеркалу 2, то «приблизим» аппарат к Солнцу – ведь у зеркала 2 импульс света «посинеет». Во вторую половину периода обращения, когда аппарат буде двигаться по вектору скорости Солнца, та же самая процедура приведёт уже  к увеличению радиуса орбиты.

Источники информации

1. Костюшко В.Е. Экспериментальная ошибка П.Н. Лебедева – причина ложного вывода об обнаружении им давления света. Докл. Русск. Физико-хим. Общ. Часть 3. – М.: «Обществ. польза», 2012. 
http://www.rusphysics.ru/files/Kostyuschko.Ex.oschybka.pdf, vekos42@mail.ru   
2. Кикот Дмитро. Давление света: подтверждение 90-летней теории об импульсах фотонов. https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/507994/
                Опубликовано: 14.12.2021