达到光速要的能量是无限大的,为何发射的电磁波轻松达到光速?

LC丶半月


光属于电磁波,根据人眼睛所能识别到的波长,光分为可见光和不可见光。人眼可以识别到的可见光波长在400纳米到760纳米之间,由长到短又可以分解为红橙黄绿蓝靛紫。看过彩虹吧,就是大自然利用不同波长的光折射率不同为我们呈现出他美丽的一面(波长越短折射率越高),当然我们掌握了这种规律也可以人工做出彩虹。第一个做出完成这个实验的是我们人类历史上最伟大的科学家之一牛顿,1666年牛顿才23岁,刚刚大学毕业,在乡下躲避1665在伦敦爆发的鼠疫时就用三棱镜第一次把阳光分解出单色光,为了证明单色光不是因为三棱镜造成的,他又让单色光继续穿过一个三棱镜,出来还是那一束单色光。后来牛顿又让穿过三棱镜的阳光继续穿过一个凸透镜再穿过一个三棱镜后还原成白光,这就是牛顿的色散实验。

人眼不能识别的不可见光根据波长不同,又分为红外线,远红外线,微波和无线电波,这些光波长比可见光波长要长,不可见光波长比可见光短的还有紫外线,X射线,伽玛射线。相对来说,波长越短携带的能量越高。但不管是可见光还是不可见光,这些光统称为电磁波。

这边再说个题外话,人类对可见光的认识是到了牛顿才形成了光谱,而对不可见光的发现和研究就更晚了。1800年英国的天文学家兼音乐家威廉赫歇尔才在给可见光测量热效率时发现了不可见光中的红外线






叁体光鼠


首先第一句话:达到光速需要无限大的能量,这句话并不严谨。无限大,数学上讲并不是一个固定的数,只是一个概念,所以无论如何也不可能达到无限大,当然也不可能达到光速。而平时我们所说的“达到光速需要无限大的能量”只是为了更好更直观地理解爱因斯坦的相对论,是一种通俗的理解方式,而想达到通俗的效果,往往就会缺乏严谨性。

第二句话:电磁波为何能轻松达到光速,也不严谨。这种说法有点“把光与电磁波分割开来”的意味,事实上,光就是一种电磁波。

电磁波根据波长频率的不同,可以分为很多种类,而平时我们所说的默认是可见光,而可见光只是电磁波谱中非常小的一部分。

严格来讲,电磁波(当然也包括光)并不是轻松达到光速,而是“电磁波一生下来就是光速”,没有任何加速过程,也不需要任何能量,为何会这样?

这是我们的四维时空决定了,光速严格来讲并不是指“光的速度”,光速是四维时空的一种特性。光本身就是电磁波,也是一种能量。

光,是没有静质量的,只有动质量,它只能以光速飞行。任何没有静质量的物质都只能以光速飞行。同时,根据麦克斯韦方程组,光速不需要任何参照系,或者说在任何参照系下光的速度都是光速,光速只与真空的介电常数和磁导率有关。


宇宙探索


我们大家都知道,光的速度是宇宙中最快的速度。有好多人就不理解,光为什么速度会那么快,难道光不是物质吗?

光是物质,并且,光是一种很特殊的物质。

光是由一个个极其微小的光子组成的。

光这种物质,在静止状态下质量为零。光只有质量而没有重量。怎么样不可思议吧!

那么光是怎样传播的呢?

要想知道这个问题,还必须要了解管的性质。什么性质呢?那就是光具有波粒二重性。也就是说,光即是一种波同时也是一种粒子。

有人说,光是沿着直线传播的。说的没错,但,并没有说光本身是直线哦。

大家要记住光沿着直线传播,但光不是直线!光是有波峰,波谷,和频率的,所以是有“波”的性质。

我们先来说说物体为什么不会超越光速?

大家看看这个公式m=m0/sqrt(1-v^2/c^2)。假如物体的速度V大于光速,那么根号下肯定是1减去比它大的数字,得到一个负数,负数怎么开根?就算开出来也没有任何意义。这就是为什么理论上超光速是不存在的。

同样是这个公式,我们假设物体质量为1。物体速度达到光速。那么此时物体的质量就变成了1除以0了。1除以零在数学上没有意义,可是在现实宇宙环境中,意味着无穷大。也就是说物体质量趋向于无穷大。大家可以在手机上输入1除以0,就会显示无穷大或错误。

那么,发射的电磁波为什么速度与光一样快?

其实很好解释,科学研究的结果,证明光具有波动性,也是一种电磁波,而且是频率极高的电磁波。


任哥论道


光本身就可以认为是一种电磁波,电磁波本身就是以光速传播的。若将光视为一种粒子即光子时,光子的静质量为零,实际上静质量不为零的物质想要达到光速是极其困难的,或者说以现有的理论与技术是根本不可能实现的。

真空中的光速为299792458 m/s,而目前人们通过磁场和电场的作用可将质子加速到299792455 m/s,相当于99.99999896%的光速,其具有的能量为6.5 TeV。电子的质量比质子小的多,约为质子质量的1/1836,因此电子可以被加速到更高的速度,目前可达到299792457.9964 m/s,相当于99.9999999988%的光速 ,其能量为104.5 GeV。其中eV是一种能量表示单位。


爱因斯坦的爱


电磁波就是光,光就是电磁波。

这个问题的要害是把电磁波和光割裂开来,才会得出这样一个缺乏常识的问题。

电磁波的媒介是光子,因此电磁波就是光;而题目所说的“光”,是狭义的光,单指我们人眼可以看到的光,这种光叫可见光,只是电磁波谱中的一小段,这个小段波长为380~760um,频率在4.2×10^14~7.8×10^14赫兹之间。

而电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,可见光就包含在这一系列频谱中。

这些不可见光的波长以无线电波最长,从数公里到1毫米,范围很大,频率很低,在10^8/s以下;微波、红外辐射、可见光、紫外线、X射线、γ射线等波长依次缩短,频率依次增高。

从紫外线开始,就属于高频射线了,受到这些射线过量照射,对人体有害。

X射线波长为10~0.1纳米,频率达到10^17~19;γ射线波长更短,频率更高。这俩个射线穿透力强,视人体为无物,是细胞的杀手。

在自然界,电磁波到处存在。

任何高于绝对零度,也就是-273.15℃的物体,都会发出电磁辐射,温度越高辐射的能量越大。但这些电磁波中,绝大部分能量都不被人眼所看到。

太阳能量就是以电磁波的形式源源不断的释放到太空中,我们地球能够接收到太阳能量的22亿分之一,这些能量孕育和养育了地球千姿百态的生命。

人眼之所以只能够看到可见光,是因为长期生物进化过程中,地球生物接受到的太阳辐射都是以可见光为主,其余的太阳电磁辐射在穿过地球大气层时,绝大部分都被过滤掉了,极少来到地表。

经过漫长的进化,一般动物眼睛的感光细胞就只对可见光敏感了,就没有进化出那些极少来到身边的不可见光敏感细胞。

但也有少数动物能够看到红外形和紫外线,那是由于它们生活习性,比如晚上活动较多、捕食和躲避危险的需要等,使这些动物进化中感光细胞对紫外线和红外线敏感。

如蛇、蚊子、一些昆虫等能够看到或感知红外线,猫狗、蜜蜂、苍蝇等能够看到紫外线。

人们看不到不可见光,但了解了它们,就能够利用它们。

人眼看不到其他频谱的电磁波,也就是看不到不可见光,并不等于这些电磁波谱就不是光的性质了,各个波段的电磁波都是光子在运动传递能量,它们真空中传递的速度都是一样的,就是光速。

人们看不到这些不可见光,但由于掌握了它们的特性,就可以利用这些看不到的不可见光,服务于人类社会生活各个方面,如通讯、射电望远镜、微波炉、伽马刀等等。

这就是电磁波能够“轻松”的达到光速的原因,因为这就是它们的本性,要不达到光速,才“不轻松”。

简单回答,欢迎讨论,谢谢阅读。


时空通讯


首先给大家解释一下为什么达到光速需要无穷大的能量。光其本质是一种处于特定频段的光子流,它是以波的形式传播的,在真空中的传播速度约为3×10∧8m/s,也就是我们说的光速c=3×10∧8m/s。我们根据相对论中速度与质量的关系:

其中m为相对论质量,m0为静止的质量,v为物体的运动速度,c为光速。通过上述公式我们知道如果物体速度v无限接近光速c,那么m0就会除以一个无限接近0的数,则m值就会无限大。也就是说如果物体速度达到光速,那么物体的运动质量就会无穷大。

我们再来看一个公式,爱因斯坦质能方程:

其中E为物体的能量,m为物体质量,c为光速。结合上述两个公式我们可以看出,如果物体达到光速,那么物体的质量就会无穷大,那么物体的能量也就会无穷大。这就是物体很难达到光速的原因。

而电磁波电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,也是和光一样以波的形式传播的,也和光一样具有波粒二象性。

电磁波具有电磁辐射性,通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。所以,太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态,电磁波不依靠介质传播,在真空中的传播速度等同于光速3×10∧8m/s。


xf天涯浪人


我们大家都知道,光的速度是宇宙中最快的速度。有好多人就不理解,光为什么速度会那么快,难道光不是物质吗?

光是物质,并且,光是一种很特殊的物质。

光是由一个个极其微小的光子组成的。

光这种物质,在静止状态下质量为零。光只有质量而没有重量。怎么样不可思议吧!

那么光是怎样传播的呢?

要想知道这个问题,还必须要了解管的性质。什么性质呢?那就是光具有波粒二重性。也就是说,光即是一种波同时也是一种粒子。

有人说,光是沿着直线传播的。说的没错,但,并没有说光本身是直线哦。

大家要记住光沿着直线传播,但光不是直线!光是有波峰,波谷,和频率的,所以是有“波”的性质。

我们先来说说物体为什么不会超越光速?

大家看看这个公式m=m0/sqrt(1-v^2/c^2)。假如物体的速度V大于光速,那么根号下肯定是1减去比它大的数字,得到一个负数,负数怎么开根?就算开出来也没有任何意义。这就是为什么理论上超光速是不存在的。

同样是这个公式,我们假设物体质量为1。物体速度达到光速。那么此时物体的质量就变成了1除以0了。1除以零在数学上没有意义,可是在现实宇宙环境中,意味着无穷大。也就是说物体质量趋向于无穷大。大家可以在手机上输入1除以0,就会显示无穷大或错误。

那么,发射的电磁波为什么速度与光一样快?

其实很好解释,科学研究的结果,证明光具有波动性,也是一种电磁波,而且是频率极高的电磁波。


050402070813踏浪观星


宇宙皆能量。宇宙能量有两个层级状态~物质和场。

场的能量层级是超越四维物质时空能量局限的,能量频率极高、振动和谐、各向同性。

能量波在场的能量区域传播几乎没有阻力(类似超导体)。

电磁波几乎达到了场的能量层级,其传播是在场的能量区域里,没有阻力,也就不需要那么大的推力。



能量键生法创始人


划根火柴不也轻松制造光速吗?

静电放个小花,不也光速吗?

光是一种能量,光摧动不了自己,因为它压根没有“自己”。

人类想要物质达到光速,就需要能量来摧动。就是加速一个粒子到光速容易,加速一个物体,那真的是需要爆发巨大能量。

致于电磁波,与光波也没啥区别呀。它不是物质,是个能量,是个空。

帮大家理解一下光波这种能量啊,比如你看一张画。那它从始至终就是一张画,看不看,也是。光这个能量被发出,就好像画出一幅画。从哪看也是一幅画。而不会增加它或减小它。它只是一个形象,而不是一个物质。


燚阳火


光电磁,本质上能量上完全是一样的,而且可以相互转化。不过它们,在各种不同内外在条件下、观测应用上,体态、形态、形式、形象、表现、作用,不同罢了! 人们把它分别加以研究,只是为了认识它在不同条件下的表现、应用方法而矣,並不能改变它们的本质。它们的运动速度、变化、质能量,都相同,这是各种测试,都证明了的事实!


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