Фотонный двигатель разновидность вечного двигателя?

[vicont]

Я думаю все знают что такое фотонный двигатель. Это зеркало от которого отражаются фотоны полученные скажем при анигилляции вещества и антивещества. Фотоны летят в одну сторону, зеркало с прицепленным к нему кораблем - в другую.
Но способен ли корабль с таким двигателем куда-нибудь вообще улететь?
Когда свет отражается от зеркала, его частота практически не изменяется. Следовательно энергия падвющего на зеркало света и отраженного от зеркала света одинакова. Какую энергию передаст свет зеркалу? Нулевую. Разумеется, если речь идет о идеальном зеркале. Реальное зеркало получит только энергию поглощенных фотонов, но никак не отраженных.
В принципе на таком принципе можно придумать и вечный двигатель. Берем два параллельных вала, цепляем на них зеркала, чтобы они смотрели друг на друга (и параллельно друг другу). Посередине организовываем вспышку света. Свет летит к зеркалам, отражается от них, приводя зеркала в движение. Пока свет летит назад, зеркало вместе с валом делает полный оборот вокруг оси вала и снова отражает световой импульс в направлении второго зеркала. Если на оба вала поцепить генератор электротока, подобрать расстояние между зеркалами и интенсивность вспышки света, то если зеркала будут идеальными, мы сможем черпать отсюда энергию бесконечно.
Итак, ваше мнение? Фотонный двигатель не полетит или вечный двигатель все-таки возможен?

[whiterussian]

А как насчет сохранения импульса?

[vicont]

whiterussian в сообщении #290190 писал(а):

А как насчет сохранения импульса?

А какой из законов главнее? Закон сохранения энергии или закон сохранения импульса?
В данном случае у меня получается, что нарушается либо один, либо другой. И где я ошибаюсь в своих рассуждениях?

[EEater]

Ничего не нарушается. Свет обладает импульсом, значит, будет сообщать импульс зеркалу. Оно придет в движение, значит, будет совершаться работа. Частота света, отраженного от движущегося зеркала, понижается (эффект Доплера) - соответственно энергии, совершающей эту работу. В Вашем вечном двигателе свет будет тоже все время краснеть за счет отбора энергии.

[vicont]

EEater в сообщении #290195 писал(а):

Ничего не нарушается. Свет обладает импульсом, значит, будет сообщать импульс зеркалу. Оно придет в движение, значит, будет совершаться работа. Частота света, отраженного от движущегося зеркала, понижается - соответственно энергии, совершающей эту работу.

Глаз весьма чувствительный спектральный прибор. А когда я смотрю на предмет и на его отражение в зеркале, то я не замечаю изменения цвета. В спектроскопии широко используют дифракционные решетки. Я нигде не встречал упоминаний о поправке на сдвиг частоты света при отражении от зеркальной поверхности.
А для того, чтобы свету отразиться от движущегося зеркала, сначала надо это зеркало привести в движение.
Кстати, можно поставить эксперимент, не с фотонами, но на том же принципе.
Берем достаточтно массивную стальную плиту, ставим на колеса в вертикальном положении. И начинаем стрелять по ней. Вопрос, когда нам удастся быстрее разогнать плиту? Когда мы стреляем стальными шариками? Или если мы стреляем пластилиновыми шариками той же массы?

[EEater]

Причем тут шарики? Я специалист по радиолокации. Поверьте, что электромагнитная волна, отражающаяся от движущейся цели, приобретает доплеровское смещение строго в соответствии с известной формулой. Мы же о движущемся зеркале говорим.
Давайте прибросим формулы. Пусть корабль движется со скоростью (нерелятивистской) $v$, имеет импульс $mv$. Фотонный двигатель произвел вспышку света, которая обладает импульсом $dp$ и энергией $cdp$. Приращение кинетической энергии корабля составит (элементарные выкладки опускаю) $dE=vdp$. Относительно исходной энергии света $cdp$ это составит $v/c$ - это и будет доля энергии света, переданная кораблю. Но $v/c$ в точности соответствует доплеровскому смещению частоты. Частота отраженного света уменьшается точно на такой процент, как и энергия - все сошлось.

[Someone]

vicont в сообщении #290205 писал(а):

Глаз весьма чувствительный спектральный прибор. А когда я смотрю на предмет и на его отражение в зеркале, то я не замечаю изменения цвета. В спектроскопии широко используют дифракционные решетки. Я нигде не встречал упоминаний о поправке на сдвиг частоты света при отражении от зеркальной поверхности.

В сообщениях http://dxdy.ru/post110487.html#p110487 и http://dxdy.ru/post110662.html#p110662 рассматривалась задача об отражении фотона от зеркала. Там вычислено изменение частоты света при отражении одного фотона и соответствующее изменение скорости зеркала.
Обозначения: $m$ - масса зеркала, $v_0$ и $v_1$ - скорость зеркала до отражения и после отражения (положительным считается то направление скорости, в котором двигался фотон до отражения), $\nu_0$ и $\nu_1$ - частота фотона до отражения и после отражения (Гц), $h=6{,}62606896\cdot 10^{-34}\text{ Дж·c}$ - постоянная Планка.
Изменение частоты:

$$\nu_1-\nu_0=-\frac{2\nu_0\left(\frac{v_0}c+\frac{h\nu_0}{mc^2}\sqrt{1-\frac{v_0^2}{c^2}}\right)}{1+\frac{v_0}c+\frac{2h\nu_0}{mc^2}\sqrt{1-\frac{v_0^2}{c^2}}}\text{.}$$

Изменение скорости зеркала:

$$v_1-v_0=\frac{c\frac{2h\nu_0}{mc^2}\left(1-\frac{v_0}c\right)\left(\sqrt{1-\frac{v_0^2}{c^2}}-\frac{h\nu_0}{mc^2}\left(1-\frac{v_0}c\right)\left(1+\frac{2v_0}c\right)+\frac{2h^3\nu_0^3}{m^3c^6}\left(1-\frac{v_0}c\right)^2\right)}{1-\frac{4h^2\nu_0^2}{m^2c^4}\frac{v_0}c\left(1-\frac{v_0}c\right)+\frac{4h^4\nu_0^4}{m^4c^8}\left(1-\frac{v_0}c\right)^2\right)}\text{.}$$

Подставьте численные значения и посмотрите, насколько изменится частота отражённого фотона и насколько - скорость зеркала.

[Quantrinas]

Совершенно очевидно, что реактивная тяга при истечении фотонов из комического корабля будет, в полном соответствии с законами сохранения энергии и импульса. А уж детали отражения фотонов внутри корабля можно обсуждать.

[vicont]

EEater, Someone, благодарю за разъяснения. Итак, ошибка в моих рассуждениях была: "Когда свет отражается от зеркала, его частота практически не изменяется."

[Михаил Дмитриев]

vicont в сообщении #290595 писал(а):

EEater, Someone, благодарю за разъяснения. Итак, ошибка в моих рассуждениях была: "Когда свет отражается от зеркала, его частота практически не изменяется."

Чтобы объект, обладающий массой, получил "отдачу", он должен отбросить массу. Или симулировать эту процедуру. А на практике все рассуждения на тему световой отдачи проще всего проверить с помощью лазера. Предлагаю простой опыт. Лазерный диод на комической станции "подвешивается" в состоянии неподвижного "парения", через два провода подается питание (в невесомости они тоже "парят" и не оказывают тормозящего действия). При наличии отдачи, диод начнет перемещаться в направлении, обратном направлению излучаемого им света. Такой эксперимент гораздо проще и "чище" эксперимента по определению давления света.