光速这么快,为什么撞到人身上不会受伤?

水图

光子有能量就有运动质量,速度又奇快,似乎自带一万点伤害。不过谁在太阳下撑伞的时候,感觉伞变重了?实际上光子的动量太小,小到连原子都撞不动,人是不可能感觉到疼的。



这个问题完全可以用数据说话,计算光子导弹的具体威力。可见光波长在770-390纳米之间,取能量大的390纳米。光子的动量

p=h/λ=6.626×10∧-34/(390×10∧-9)

=1.7×10∧-27N*m。

最小的氢原子质量1.66×10∧-27kg,被光子撞击后速度可以增加

1.7×10∧-27/(1.66×10∧-27)≈1m/s。

1m/s是个不大不小可以不用科学计数法的数字,如果原子能反弹光子那就是2m/s,可是和动辄几百米每秒的分子热运动相比还是太小了。光子的撞击还没有分子热运动撞得疼。



虽然还有动量更大的不可见光,但是光子动量增加几倍也无妨,何况计算假设光子正好和原子方向相同,如果迎面撞上还要给原子减速。

一键关注,分享你想看的科学!


唠科请留步

光具有波粒二象性,光在传播时不能只考虑它的粒子性――光子,还要考虑它的波动性,光是以电磁波的方式进行传播,光可以在真空中传播不需要任何介质,但我认为真空也是一种“介质”,光波经过人的身体就象水波经过水一样传递的只是能量,而不会改变水。以前我说过光速应该叫“介速”,是光触发介质时空产生的振荡。不同的介质有不同的介速。不管是光子还是光波说到底就是电磁场,场是什么?场就是时空,场就是能量。光撞到人身上就是光要进入人身体这种“介质”来传播,但人的身体除了哪些波长极短的如X射线等能通过外,可见光根本通不过。但是人体会吸收它们而反射很少,这些光子光波会把电磁能量留在人的身体上,所以人才会觉得暖和,而不是以粒子的方式以光速来撞人的身体。光主要表现为波动性。

尽管现在有太阳帆推进技术,并且在实验室进行了成功实验,但在应用方面还没有成功,它的原理是利用光子的动量来把光能转化为太阳帆飞船的动能。光子虽然没有静止质量,但科学家认为它有动量,动量是质量和速度的乘积,按经典来说光子应该有运动质量,但现在量子力学很奇怪,只说光子有动量,对光子是否有运动质量含糊其辞。我认为现在所谓的光的动量不应该用经典的定义来理解,光子可以也没有运动质量而只具有能量,我以前曾说过质量和能量是一个事物的两个方面,既可以共存又可以转化。转化就是其中一个方面占了主导且表现为那个方面。光子就是一份一份的能量子,它没有质量。光撞在人身上主要表现波动性,但光撞在太阳帆飞船上却表现为粒子性。这是因为太阳帆是一张非常轻而薄的聚酯薄膜,它们坚硬异常,而且表面上涂满了反射物质,使得它的反光性极佳,当太阳光照射到帆板上后,帆板将反射出光子,而光子也会对光帆产生反作用力,推动飞船前行。也就是说光撞到这层反射面没法进入反而绝大部分反弹回来,反射层不吸收光能,所以光没法以电磁场能的方式传递给太阳帆,而只能以粒子的方式反弹回来,于是就产生了反作用力,这时光子的能量表现出动量效应。不过这种推力很小,据说每平方公里只有9牛顿的推力,这点力只有在太空才会发挥作用,这种反作用力即使作用在人身这点面积上也微乎其微。人根本觉察不到。

综上光撞在人身上会因为人体能大部分吸收而反射很少而表现为波动性,产生不了反弹,也就产生不了反作用力,所以即使是光速也伤不了人。而光撞在太阳帆上却因为它不吸收几乎全反射而表现为粒子性,对太阳帆产生反作用推力。


物原爱牛毛1

光子使人受伤应该是指温度升高烧伤等,主要是一个光子的能量太小,需要很多光子才能看出来效果,普通阳光夏天直射也很热,如果再增强,比如激光,就会看到明显效果。

至于光子为什么不会造成撕裂伤?,主要是光子主要是携带能量,光子的质量很小,动能就很小,光子是电子从高能量态向低能量态跃迁时发出的,打中物质时,会被电子吸收能量,使电子从低能量态向高能量态跃迁,所以可知光子是比电子还小的东西,不会造成撕裂伤。