03.02 光子是用什麼“動力”瞬間達到光速的?

韓聖希


答:光子是非常特別的基本粒子,從一誕生就以光速飛行,不存在加速過程,一般是電子的能級躍遷產生光子。


光子以絕對的“光速”運行,決定了光子沒有加速過程;因為有質量(包括動質量)物體的加速過程,會受到狹義相對論的作用,導致無法達到光速。



光子就是這麼有趣,天生就停不下來,攜帶的能量賦予了光子動質量,同時使光子具有動量,滿足質能守恆,遵循動量守恆。


在量子力學中,光子是電磁相互作用的傳遞媒介子,還是一種規範玻色子,靜質量為零,這絕對是受到“上帝”寵愛的基本粒子,因為光子實在太特殊了!



一旦光子擁有了能量,就會以光速運行,在失去能量前都不會停止或者減速,光子自身攜帶的能量,會反映在光子的頻率上面,由量子力學描述。



光子的產生,來源於原子中電子的躍遷,電子在不同能級間的躍遷,會失去或者獲得能量,同時會放出或者吸收同等能量的光子,從而構成了我們五彩繽紛的世界。


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艾伯史密斯


這與光本身的互動關係相關,我們眼見的自然觀察,在不接受現代物理學各種儀器設備的檢測下,可以看到光傳播像的全息展現關係,即自然光或者反射光照射在物體並反射出來而傳播像的眼見觀察,它的每一個點與片段與點與點片段與片段的交互,都包涵了整體面的像,前人已經在這個觀察關係上做了一套完整的數學解釋光傳播像為什麼會形成這個觀察關係,這就是周易上面的大衍法的數學與漢字系統化設置規範邏輯的數學。但是,光傳播像的這個觀察關係,現代物理學家與數學家們都對這個觀察關係完全無視!沒有任何一個物理學理論與數學理論模式描述這個關係!

但是,光傳播像所展現的每一個點與片段與組合,都包涵其交互連續過程所有的信息,發現這個關係,就能夠明白人類的無知與漠視,也是令人歎為觀止的。因為這是自然最最簡單的自然觀察!

光的互動與傳播關係,呈現出了一個分動承動系動應動連動的過程,這個過程體現出了光的波粒二象性,同樣,它的每一個點與片段都保持了相同的分動承動系動應動連動的互動關係過程,這個同一性的分合往復連續與疊加分合往復連續的傳播,產生的是同一性的分合連續形成的擴展與返歸,並且自然演繹一個無窮的關係,當疊加往復連續形成交互連續支撐時,這個關係段就會在數學關係上形成界限無窮,構成素數的關係,又以這個關係進行分合往復連續,產生的是重重往復連續的擴展與返歸的連續推動,這個關係必然就形成了一個頻譜效應,光的互動,呈現出了一個極限關係的互動往復連續的現象,這就是光速形成的原因!


楊宇林745


首舉個例子。原子彈與氫彈的巨大能量是核裂變和聚變所產生的,可見微觀世界(基本粒子)的內在能量何其。

要了解光子巨大速度的能量來源,讓我們首先看看光是如何產生的。

光是有正電子和負電子湮滅而產生的,也就是當正電子與負電子相遇後,兩者產生湮滅作用,即雙方“同歸於盡”、化為烏有,同時產生一對光子。而光是純能量,沒有靜止質量(重量),因此傳播的速度達到每秒約30萬公里,可謂“無人能比”,任何有靜止質量(重量)的物質都不可能超過純能量的光速。

十幾年前,媒體曾報道來,科學實驗發現有一種物質(中微子)的運動速度超過了光速。此消息一時間引爆科學界輿論一片譁然。科學家們紛紛驚呼:經典力學乃至愛因斯坦相對論,或者說整個物理理論,都要改寫。然而本人卻對此高度懷疑。

果不其然,僅僅幾天過後,媒體證實,所謂中微子超過光速,原來是檢測儀器誤差所致。


老者沙龍


光子是一個錯誤的說法,光(電磁波)的傳播是無數電磁感應的結果,而不是光子的流動。也就不存在什麼光子瞬間達到光速!聲音的傳播,難到有“聲子”?解釋如下:

一直思考光子是什麼!現在官方的說法是“光子”——一種規範的玻色子。這種定義,讓人很容易誤會:光的流動和水的流動是一樣的,即一堆物質的從一段跑到另一段的物質流體這種流體有速度,且為已知最大速度,質量不為負數(光子定義的質量為無窮小,無窮趨近於0)即不可超越光速。

光子在量子場論中被認為是電磁相互的媒介子,有能量、速度、質量和動量。由於現在發現光子具有反粒子特性,所以又搞了個什麼“光子凝聚”的觀點來自圓其說。



咱們要弄明白一個東西,不要站在別人的框架裡面去鑽牛角尖,越深越迷茫,最後最好的結局就像“牛頓環”一樣,在不生不死中徹底死心。勿忘初心,方得始終!我們從最光的本質開始出發——

光,是一種我們人體肉眼可見的電磁波!不同頻率的電磁波,具有不同的波長。在可見光範疇內,不同波長的電磁波(光波)在人眼中呈現出不同的顏色。 “你不看我,怎麼知道我在看你?”可以用來說明光的問題!

電磁是場強作用,是能量的傳遞。電子從高能軌道越到低能軌道,釋放光子(能量);吸收光子(能量),從高能軌到低能軌道。這種能量的傳遞就一定是某種媒介粒子的從a處到c處嗎?不是的!

可以大膽的推斷:兩種粒子(原子)相互作用時,就伴隨著能量的傳遞,這種能量的傳遞的具體表象就是電子的移動軌跡,且這種能量的轉移是物質之間通過電磁感應進行的,不是能量媒介子(光子)的移動。

教課書上寫的是:電子的軌跡毫無規律可言。出現這種情況的原因,即為能量無時無刻不在傳遞,粒子相互之間的電磁作用必然造成這種局面。最理想的實驗是由兩顆獨立原子在完全真空的狀態下來進行實驗論證。但這是不可能的。可以用氫原子或鐵鐵原子做實驗材料,在儘可能無影響的環境下,統計一堆氫原子的電子軌跡,然後再加入一堆氫原子再進行統計;或是用盡可能存的鐵(鐵原子聚集體)進行同類實驗。 氫原子是最簡單的構造,鐵是常溫下電磁效果最好的材料(至於合金超導體,也是特定宏觀能量條件下的電子轉移,和微觀量子場是有區別的)。

光的折射、反射、衍射,都是能量從高到底的傳遞(激光切割使物體發光發熱和這種情況不同)。光子的存在與否,即為是否存在質量無窮趨近於0的能量粒子,能量傳遞是這種粒子的位移體現。

都說宇宙在膨脹,這是觀測宇宙射線的結論,這也是奇點大爆炸假設的佐證。可是有沒有考慮到,距離足夠遠時,電磁波的衰減?

如果光子不存在,宇宙大爆炸說,就是真正的假說,從此顛覆西方的所謂學說霸主地位。這是西方科學體系無法承受的,愛因斯坦也許洞察了真相,所以為了一些事情,不得不毀掉最後的結論。不是科學家都像伽利略一樣無畏,類似教會為了權威而暴力焚燒一切的群體永恆存在。

在我猜測的宇宙裡,時間是不存在的,只有物質和能量。宇宙只是物質在空間內的位移(三維立體空間加上物質的位移),即物質在能量的作用下的運動(有速度的位移)。能量由物質的相互作用,發生位移來進行表訴。 而暗物質,並不是負質子正電子的物質,而是無法進行能量表訴的靜默物質。進行能量表訴的物質運動的太快,從而無法檢測到它們的存在。就如同白天在高速上,速度夠快就看不見道路中間的擋光板一樣。


逸208720799


如果從人的角度去思考光子,那確實是會問出“光子是怎麼加速到光速”這樣的問題的。

還記得中學物理教過的F=ma公式嗎?公式裡m是質量,a是加速度,F是力。

我們人類是有質量m的,所以我們走路也好,跑步也好,爬山也好,是要付出努力的,這個努力在物理上表現為加速度a和力F,表現為能量的消耗。

總的來說,能量是很寶貴的。有的人不喜歡跑步和運動,有的人能坐著就不站著,能躺著就不坐著,看起來好像是懶,其實是在本能地節省能量(當然,現在生活條件好了,很容易能量過剩,如果一直能量過剩,就會變成胖紙)。

因為動起來要消耗能量,不是一件容易的事情,所以從人類的角度,我們會問奧運冠軍是怎麼跑那麼快的?賽車是如何加速的?飛機的動力是什麼?

↓光從地球到月球要1.255秒,你能看到這個圖,是因為有光子進入到你的眼睛,圖自wiki↓

光子並不用擔心動力問題,因為它沒有質量(靜止質量為零),當然也就不需要任何動力去加速。運動才是光子的正常狀態,光子從誕生時起就一直是光速運動的。

如果你覺得光子的行為難以理解,我們可以看看天上飛的鳥。

有一種鳥叫雨燕,它的翅膀很強壯,腿腳則很弱小。雨燕常年在天上飛,很少落到地面上來。

人類可能覺得雨燕總在天上飛很奇怪,雨燕則可能無法理解懶得動的人類。

如果雨燕也有悟空問答,它們可能會問:為啥那種叫人類的兩腳獸常年在地上待著,還可以躺著不動彈,人類是怎麼停住的,又是怎麼緩慢挪動的?

作為自身有質量,又常常懶得動的人類,如果從日常生活柴米油鹽的角度,要想理解雨燕可能都不容易,更別提一直光速運動的光子了。

但是人類的優勢在於,通過科學的思考和實驗,我們可以跳出柴米油鹽的束縛,最終理解飛翔的雨燕和光速運動的光子。

如果您有感想,請留言多指教。


喬小海


光子是質量為零的玻色子,它的初始速度就是光速。但如果其他粒子像光子一樣沒有靜止質量,那麼他們只會以光速穿行於宇宙而不會聚合成物質,也不會有你我他。

更嚴謹的說法:光子沒有靜質量!光子具有能量,也具有動量,更具有質量,按照質能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2, 光子由於無法靜止,所以它沒有靜止質量,這兒的質量是光子的相對論質量。怎麼讓光停止下來才是真正的難題。

光子從激光的相干光束中出射光子是光線中攜帶能量的粒子。一個光子能量的多少與波長相關, 波長越短, 能量越高。當一個光子被分子吸收時,就有一個電子獲得足夠的能量從而從內軌道躍遷到外軌道,具有電子躍遷的分子就從基態變成了激發態。


十色彩虹


光子是無(靜)質量的粒子,在真空中必須以光速運動。

根據量子場論,只要有足夠的能量讓光子從真空中誕生(例如一個電子損失能量輻射光子,或者一對正反電子湮滅等),那麼誕生的光子必然以光速運動。

因此光子生來就是光速運動,而不是靠任何外力把它加速到光速的。


九維空間


目前看,物質在時空中形成自洽、完備的拓撲形式。物質每一層次的拓撲形式破裂轉化都是釋放出玻色子;在這種拓撲變換過程中都是,費米子數守恆;玻色子形成了電磁能和輻射能;費米子運動能來自玻色子通過“電磁場”的“加速”。

實際上,費米子物質與時空、信息、運動不可分離的原因,就在於玻色子在時空中起到“水泥”作用,即是玻色子把費米子與時空和信息“粘”在了一起。物質是絕對地、不停地,自在運動著。當其某個拓撲形式破裂時,相應的玻色子就從時空中被釋放出來;它一方面加速費米子,促使其形成新的拓撲形式,另一方面將物質形式變化的信息傳遞出去。

誰給光子以動力,使其達到光速?是物質拓撲形變,或變換,或破裂變換,釋放出了光子或玻色子。物質拓撲存儲了光子或玻色子,它給了其“動力”。

引用請註明出處!


譚宏21


沒有動力,生來速度就穩定,在真空中保持約30萬公里每秒。


如果非要解釋的話,那就因為它的靜止質量是零,所以導致速度為光速。並且所有靜止質量為零的粒子,速度都是光速。除了光子,比如膠子(攜帶強力的粒子,虛粒子,不可直接觀測)

在日常生活中,物體運動都要有一個加速過程,即便你速度提的再快,也只能說明你的“動力”非常強悍,絕對不可能不經歷加速過程。因為它們的靜止質量不為零。

那什麼叫做靜止質量呢?

通俗理解就是,在相對靜止的狀態下,測量出的質量

但問題來了,相對論的光速不變原理告訴我們,任何情況下光的速度都是恆定的。也就是說我們與光之間不可能存在相對靜止的情況,那說明光沒有靜止質量。

但是光存在動質量,量子論給的光子能量公式結合質能方程,我們可以得到光子的動質量大小。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


光並不是通過加速才到達光速的,光速天生就是一個恆定的常數c。

在這裡我們要先知道光是怎麼誕生的,原子核的核外電子吸收能量以後能級就會提高,躍遷到更高能級的激發態,當從激發態躍遷成基態的時候會釋放出電磁波,這個電磁波就是光,可以被人類看到。我們都知道光是具有波粒二象性的,即是一種波也是一種粒子。在光子還沒有被釋放之前是沒有質量的一種虛粒子,靜止質量為0,運動的時候才具有質量。

這就是宏觀世界和微觀世界的區別,在牛頓力學中,質量是一個恆定的值,而在微觀世界不再適用。愛因斯坦提出了物質的質量和它的速度有關係,並且給出了一個動質量的計算公式

在這個公式裡,m0代表了靜止質量,m代表運動質量,v代表速度,c則是光速,我們可以這麼理解這個公式,當一個物體運動的時候速度為V,這個V和光速相比幾乎可以忽略不計,因此宏觀世界中的靜質量和動質量可以看成是相等的。

在微觀世界中,如果一個物體的靜質量為0的時候,它的速度必定是光速,根據動質量計算公式和愛因斯坦的智能方程E=MC^,如果一個物體的靜質量m0=0而它的速度V不是光速,那麼動質量就是0,那麼它的能量就為0,我們就得到了這樣一種狀態,一種物質有一定的速度,但是它卻沒有能量,這完全是不可能的。因此只有一個物體的靜質量為0,而它的速度為光速的時候,才符合現實情況,要不然這個速度如果不是光速的話,根據方程現實中是不存在的。所以只要有速度,那麼這個速度一定是光速,並不存在一個加速的過程,像光子這樣靜止質量為0 的物質,只能以光速存在。


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