光子具有动量,但是“打”在我们身上,为什么不疼?
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光子具有动量 , 但是每当我们提到这个概念的时候 , 总是会产生一个问题 , 既然它有动量 , 为什么打在我们身上我们却感觉不到疼痛?
【光子具有动量,但是“打”在我们身上,为什么不疼?】在这里涉及到两个物理学公式 。
分别是e等于hv以及p等于hv除以c 。
在两个公式中 , e代表能量 , p代表动量 。 能量和动量是粒子的表现形式 。
而v是代表频率是波的性质 。 所以说从这两个公式中我们就可以看出光既具有粒子的性质 , 也具有波的性质 。
这就是我们在中学物理课本中所提到的光具有玻璃二象性的概念 。
这个物理秘密爱因斯坦在1905年的时候早就已经发现了 , 直到1925年的时候才被实验所证明 , 这个实验就是康普顿所做的X射线的散射实验 。
他证明了光量子的存在 。 证明了光的确具有动量 。
我们从p等于hv除以c这个公式中就可以看出光子的动量其实是很小的 , 因为他们的分母c代表着光速 。
我们大家都知道光速是一个非常大的数值 , 30万km每秒 。
所以一个光子的动量也就很小 。 通常计算下来的话 , 它只等于十的负三十多次方 。
所以这么小一个级别的动量 , 它只会作用于我们身体内部的分子或原子的级别上 。
分子和原子一旦被光子作用 , 那么将会发生散射 。 如果从微观层面上来讲的话 , 原子和分子将会发生振动频率的改变 。
震动频率的加快也就导致了我们宏观上的人体会感觉到很热 。
这就是我们可以感知到的光对我们的效应 。
我们继续从公式来分析 , p等于hv除以c , 如果一个光子的波的频率很大 , 那么这个光子的动量也就会很大 。
从而也就会造成把原子砸开 , 把分子砸开 。 把原子砸开就是我们所说的电离也就是辐射 , X射线或者伽马射线这些 。
所以我们提到的问题光具有动量 , 但是光砸到我们身上 , 我们人体却感觉不到疼痛的这一个原因 , 正是因为我们人是用宏观的认知来分析微观世界的物理概念 。
如果仔细按照物理微观的公式来计算的话 , 最后得出来的计算结果就得到了不足以让我们疼痛的程度 。
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