TA的每日心情 | 怒 2020-11-20 06:24 |
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本帖最后由 燕庐敕 于 2018-2-5 08:37 编辑
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" j# u1 ~, ^( m6 n) U- c6 h+ \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。
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1 W9 N# @- K# s这里稍作总结。
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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 。+ s- M+ j6 G3 V2 s4 y9 E' _4 Y
+ I {/ w. |6 w5 S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。6 i+ m1 E* y' _' g+ C9 [
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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。; D; _; X7 H7 l0 s% b% k' A
4 U7 q4 q: w4 v& ^$ `; d4 ^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。/ e, s; G6 c* D/ J& U- B) [
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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。
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# O w% Y( i- Q" O两边的能量 E是相同的,于是推导出 E=hv=pc, 推出 => hv=pc;# _& }) a; g; } R1 j+ B/ Q7 `2 a
, M1 q+ @4 `. ^& v* j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。
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; P# P. X0 V4 A那么光压是怎么回事?% g! U5 C" z6 h/ h
y$ R/ s- }. |0 `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。
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2 b$ h* E" t% A) P7 G' i% l( K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,只要被光照射到,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。, R1 ~' n# e5 ]' \' b
5 K8 @! N. _5 F, o- f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的负六次方牛顿的级别. y9 p! Z+ f1 I6 p; O5 P
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