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光速这么快,为什么光撞在身上人却毫无感觉?

光速是宇宙中物质与信息的最高速度,但就是这样「最高的速度」,打在人体上,却几乎没有感觉。所谓动量,在普通物质上,就是速度乘质量,比如1kg的物体,速度是1m/s,那么动量就是1kgm/s。

光速是宇宙中物质与信息的最高速度,但就是这样「最高的速度」,打在人体上,却几乎没有感觉。这是为什么呢?

这是因为光子的动量非常低。所谓动量,在普通物质上,就是速度乘质量,比如1kg的物体,速度是1m/s,那么动量就是1kg m/s。光子质量为零,但仍然有动量。

光的动量是P = h / lambda,lambda就是光的波长,而h是普朗克常量。

波长越短的光,颜色越偏向紫色,更短则是紫外线、乃至伽马射线。而它们的能量也随着波长的缩短而增加。

从前面的公式可以看到,波长越短的光,动量也越大。

而根据牛顿定律,力是动量的变化率(这是严格的定义,中学课本中的F=ma是简化情形)。比如如果在一秒钟内,动量变化了1kg m/s,那这个物体就收了1N的力。所以我们如果知道单位之间内,有多少光子打到人的表面,并假设这些光子的动量都消失了,那就可以计算人所受到的光压。

光速这么快,为什么光撞在身上人却毫无感觉?


这个力非常之小,100瓦的光照到身上,也只会有5.3x10^-8N的力,人体根本感觉不到。不过这个力仍然可以用来推动航天器,比如「光帆」,就是利用光压来作为动力。

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