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 / w; s! t ?" [2 G+ v) A- \ S- C
! f3 o5 {. Q! `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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这里稍作总结。
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! l; o. B# m7 |+ N9 }3 I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 。" T' N. V! r. A* a( z7 T, o! U
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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。
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& b/ I- v' h" m* }& D9 p2 ~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。/ `! Q8 Z$ h) {! n; n7 `! y8 q( W
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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。1 ?! r1 o: u$ \0 e% I# s$ d0 y$ {; }
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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。. u" B/ P7 H; a" `+ S( o
( o3 w. @! F7 G' e两边的能量 E是相同的,于是推导出 E=hv=pc, 推出 => hv=pc;6 z. W- P# K0 F/ L* E1 Z4 H
$ J4 e, h6 ~: Z3 P# m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。7 K' E* t, V6 W' Z- x
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那么光压是怎么回事?
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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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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。' m& [2 e- l, _7 ?" M* H
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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4 z6 @& y2 H$ ]7 @ s. H/ L
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