Fotoforesi

Per fotoforesi si intende il fenomeno per il quale piccole particelle sospese in gas (aerosol) o liquidi (idrocolloidi) iniziano a muoversi quando vengono illuminate da un fascio di luce sufficientemente intenso. L'esistenza di questo fenomeno è dovuta ad una distribuzione non uniforme della temperatura di una particella illuminata in un fluido. Indipendentemente dalla fotoforesi, in una miscela fluida di diversi tipi di particelle, la migrazione di alcuni tipi di particelle può essere dovuta a differenze nel loro assorbimento della radiazione termica e di altri effetti termici collettivamente noti come termoforesi. Nella fotoforesi laser, le particelle migrano non appena hanno un indice di rifrazione diverso dal mezzo circostante. La migrazione delle particelle è di solito possibile quando il laser è poco o per nulla focalizzato. Una particella con un indice di rifrazione più elevato rispetto alla molecola circostante si allontana dalla sorgente luminosa a causa del trasferimento di quantità di moto dai fotoni di luce assorbita e diffusa. Questa è chiamata forza della pressione di radiazione. Questa forza dipende dall'intensità della luce e dalle dimensioni delle particelle, ma non ha nulla a che fare con il mezzo circostante. Proprio come nel radiometro di Crookes, la luce può riscaldare da un lato e le molecole di gas rimbalzano da quella superficie con maggiore velocità, quindi spingere la particella verso l'altro lato. In determinate condizioni, con particelle di diametro paragonabile alla lunghezza d'onda della luce, si verifica il fenomeno di una fotoforesi indiretta negativa, a causa della diversa generazione di calore sull'irradiazione laser tra la parte posteriore e anteriore delle particelle, questo produce un gradiente di temperatura nel mezzo intorno alla particella tale che le molecole sul lato più lontano della particella dalla sorgente luminosa possono arrivare a riscaldarsi maggiormente, provocando il movimento della particella verso la sorgente luminosa. Se la particella sospesa sta ruotando, subirà anche l'effetto Yarkovsky. La scoperta della fotoforesi è solitamente attribuita a Felix Ehrenhaft negli anni '20, anche se osservazioni precedenti sono state fatte da altri, tra cui Augustin-Jean Fresnel.