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什么是光子的質量,光子動量

云知道質量

光子沒有質量？為什么能推動物體？

什么是光子的質量,光子動量


靜止光子沒有質量，但它擁有能量和動量，有動量就能推動物體 。當然，也有人會說，光子沒有靜止質量，但它擁有相對論質量 。這可以通過兩個公式來體會 。首先光子的能量公式是：E = hf(h是普朗克常數，f是光的頻率）然后再按照愛因斯坦著名的質能方程是：E = mc^2結合這兩個公式就可以推導出，可以推導出光子的運動質量，也就是所謂的相對論質量 。
但其實，按照麥克斯韋的電磁理論，電磁波本來就帶有動量——光子也是一種電磁波——只要有動量，動量就可以發生轉移，因此光子就能夠產生出輻射壓（電磁輻射） 。圖示：P是光子動量，h是普朗克常數，λ是波長 。波長越短的光子，動量越大 。如何測量光壓或輻射壓？早在1619年，天文學家開普勒，就用想象中的輻射壓力來解釋彗星的尾巴為何總是遠離太陽，從來沒有出現過，彗尾對著太陽的彗星 。
圖示：彗星圍繞太陽的運行時，彗尾總是遠離太陽，這需要一個特別的解釋 。當彗星被太陽加熱后，產生的揮發性氣體構成了彗尾 。但彗尾總是遠離太陽，需要一個解釋，開普勒認為，這是由于光具有某種壓力，推動著彗尾遠離太陽，而且這種壓力一定大于太陽對彗尾中那些揮發性物質的吸引力，所以彗尾才總是遠離太陽 。順便說一句，當所有揮發性物質都被蒸發后，彗星就變成了小行星 。
圖示：1865年，儒勒·法爾納的科幻小說《從地球到月球》中，率先推出想象中的太陽帆技術，看來法爾納贊同開普勒的猜想，而且率先想到了它的潛在用處 。當麥克斯韋寫出他的電磁方程式后，電磁方程說光擁有動量，這也就意味著，光照射到物體上時，只要不是完全透明的物體，當光子從該物體表面被反射時，那就會產生輻射壓力 。
但僅僅理論推導是不夠的，還得用實驗來證明輻射壓或光壓是真實存在的 。1900年，俄國物理學家找到了測量光壓的辦法，在1900年的巴黎世界物理學大會上，彼得·列別捷夫宣布了他的輻射壓測量實驗成果 。這項實驗也成為第一個定量驗證麥克斯韋電磁學理論的實驗，事實證明麥克斯韋的電磁理論靠譜，從此它就成為指導人們利用電磁波給人類謀福利的核心理論 。
【什么是光子的質量,光子動量】太陽帆研究現狀圖示：NASA的太陽帆設想圖太陽能發電不稀奇，不管是在地球上還是太空里，許多衛星、月球或火星上的漫游車，都在使用太陽能發電 。但直接用太陽光的輻射壓力來進行星際航行，目前依然處在研究階段 。太陽帆最大的問題在于，隨著離太陽越來越遠，能夠接受到的光壓也越來越少，它不適合星際航行，只適合在太陽系中搞事，而且是在內太陽系中搞事 。

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