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日志

光子的动量和光压

热度 16已有 659 次阅读2018-2-4 23:16

前几天和大鹏在记录里聊了一下后坐力,后来聊到光子没有静止质量却有动量。当时我的观点是有问题的,牛腰老弟和冰姨的提法正确。

这里稍作总结。

动量是一个物理量,用来表示物体的运动状态。在经典力学适用范围里(也就是低速以及未小到量子级别的条件下),一个物体的动量等于它的质量乘以它运行的速度,表示为:p=mv 。

光子其实是在光的波粒二相性被确认之后才得以被定义清楚的。

光是一种电磁波,电磁波肯定是含有能量的,光的能量,在光电效应的量子解释确认之后,得知与光的频率成正比。

这里表示为: E=hv, h是普朗克常数,是一个测定值,v是光波的频率。

根据波动的能量公式,波的能量等于动量乘以速度,于是得出:E=pc, p是指动量,而c是指光速。在真空中,光速也是一个常量。

两边的能量 E是相同的,于是推导出 E=hv=pc, 推出  =>  hv=pc;

那么,光子的动量 p=hv/c = h(v/c)h是普朗克常量,而波的速度除以频率正好就是波长,这里波长是λ,那么v/c=1/λ。 于是有 p= h(1/λ). 也就是牛腰和冰姨给出的结果 p= h/λ。

那么光压是怎么回事?

前面说过,由于光具有波粒二象性,光子概念提出后,光的粒子性可以用来解释光压现象。

光压是光子把其的动量传给光照射到的物体的结果。由于光的粒子性,根据动量定理,光子具有动量h/λ,如果不被全反射,就会对物体产生一定的压力。大量光子长时间的作用就会形成一个稳定的压力。

不过这个压力很小,似乎有人计算出 压强为每平方米只有10的服六次方牛顿的级别
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发表评论 评论 (13 个评论)

回复 青青的蓝 2018-2-5 00:08
  
回复 齐若散 2018-2-5 00:16
“如果不被全反射,就会对物体产生一定的压力”

即使部分反射,也会对物体产生一定的压力啊,只是比全反射更弱。
回复 大鹏翔宇 2018-2-5 03:05
物理这块是知识盲点,跟着老燕学习学习
回复 燕庐敕 2018-2-5 07:19
齐若散: “如果不被全反射,就会对物体产生一定的压力”

即使部分反射,也会对物体产生一定的压力啊,只是比全反射更弱。 ...
对,会有压力
回复 tonyxu 2018-2-5 07:25
学习了。
回复 燕庐敕 2018-2-5 08:30
大鹏翔宇: 物理这块是知识盲点,跟着老燕学习学习
大鹏这都十多年的交情了,别客气,互相学习。
回复 农民家的狗 2018-2-5 10:45
看到你们这些大牛在装模作样的秀专业,好羡慕呀
回复 燕庐敕 2018-2-5 10:48
农民家的狗: 看到你们这些大牛在装模作样的秀专业,好羡慕呀
我不是学物理的,要想学物理,雪太傅可是清华物理系从本科到博士连续十一年的第一名。

我是学电子工程的。

好像真的几乎没人在自己本专业里发言。
回复 农民家的狗 2018-2-5 16:32
燕庐敕: 我不是学物理的,要想学物理,雪太傅可是清华物理系从本科到博士连续十一年的第一名。

我是学电子工程的。

好像真的几乎没人在自己本专业里发言。 ...
原来雪太傅是清华学霸呀,清华物理好象有两三个系,我这两年一直在和清华工程物理系的老师合作搞科研什么的。当然,我的工作主要是拎东西
回复 燕庐敕 2018-2-5 17:16
农民家的狗: 原来雪太傅是清华学霸呀,清华物理好象有两三个系,我这两年一直在和清华工程物理系的老师合作搞科研什么的。当然,我的工作主要是拎东西 ...
哈哈,这个你居然不知道?

其实更属于学神一级吧,因为不属于刻苦读书的。她曾入选国家女子桥牌二队。不能再多说了,再说要成泄密的了。
回复 MacArthur 2018-2-5 23:35
那个“太阳帆”的设想就是来自于光压对吧?
回复 燕庐敕 2018-2-6 08:01
MacArthur: 那个“太阳帆”的设想就是来自于光压对吧?
对。
回复 燕庐敕 2018-2-6 10:28
农民家的狗: 看到你们这些大牛在装模作样的秀专业,好羡慕呀
其实要是谈物理问题,哪怕是我的师侄谭妮,都比我强多了。

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