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 # f) P$ f2 `1 P
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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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, A) U! a: F4 C) V# L) X& n: N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 。# z3 C% X; \% o# \
/ z' w. b0 \" V# e4 M8 N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。. ^' k9 j3 w& J% q o" Q
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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。% v2 ~+ Z* 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。
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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。: J! O3 T( W( ]- v. V3 k
* A& T+ d! f1 D9 D# S3 f) Y$ j两边的能量 E是相同的,于是推导出 E=hv=pc, 推出 => hv=pc;
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/ }$ P. r; `3 o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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, f0 A& g8 v, a7 F6 Q那么光压是怎么回事?
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% }4 @ O, G- z6 Y6 x( ?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。6 W$ |& H$ D" Y0 V! Y. ^# j( J `
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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* M2 g' e6 H6 H+ W- p! v: P: n
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