Impuls der Photonen

    Meine Frage:

    Stelle dir eine Raumsonde mit Photonenantrieb vor. Der Motor sei ein Laser mit 1kW Leistung. Welche Schubkraft könnte er erzeugen?

    Energie der Photonen ist ja: E=h*f

    und der Impuls: p=h/Lamda

    Leider fehlen mir noch Angaben oder die Formel, die man hier benutzt enthält Konstanten?

    Bitte um Hilfe! Hilfe wäre nett.

    Leistung P bedeutet P=dW/dt

    Für Kraft gilt F=dp/dt
    Dabei steht hier das p für Impuls. Es ist ein kleines p, nicht zu verwechseln mit dem großen P für Leistung.


    Die monochromatische Photonenquelle emittiert nun Photonen der frequenz f. Für n Photonen solcher art, wird damit eine Energie von W=n*h*f abgegeben
    Dies bedeutet für die abgestrahlte leistung
    P=dn/dt*h*f
    die leistung hängt also davon ab wie viele photonen pro zeiteinheit emittiert wwerden. Es gilt nämlich
    dn/dt=P/(h*f)
    weiterhin tragen die photonen einen Impuls p=h*f/c
    Bei n photonen wird damit ein impuls von p=n*h*f/c abgegeben
    Dies bedeutet für die Kraft F=dp/dt=dn/dt*h*f/c

    Nun wird der ausdruck mit der leistung dort eingesetzt

    F=P/(h*f)*(h*f)/c=P/c

    Damit hat sich die frequenz netterweise weggekürzt und du erhälst die schubkraft indem du einfach die leistung durch die vakuumlichtgeschwindigkeit teilst.