07.28 光速這麼快,為什麼光撞在身上人卻毫無感覺?

光速是宇宙中物質與信息的最高速度,但就是這樣「最高的速度」,打在人體上,卻幾乎沒有感覺。這是為什麼呢?

這是因為光子的動量非常低。所謂動量,在普通物質上,就是速度乘質量,比如1kg的物體,速度是1m/s,那麼動量就是1kg m/s。光子質量為零,但仍然有動量。

光的動量是P = h / lambda,lambda就是光的波長,而h是普朗克常量。

波長越短的光,顏色越偏向紫色,更短則是紫外線、乃至伽馬射線。而它們的能量也隨著波長的縮短而增加。

從前面的公式可以看到,波長越短的光,動量也越大。

而根據牛頓定律,力是動量的變化率(這是嚴格的定義,中學課本中的F=ma是簡化情形)。比如如果在一秒鐘內,動量變化了1kg m/s,那這個物體就收了1N的力。所以我們如果知道單位之間內,有多少光子打到人的表面,並假設這些光子的動量都消失了,那就可以計算人所受到的光壓。

光速這麼快,為什麼光撞在身上人卻毫無感覺?


這個力非常之小,100瓦的光照到身上,也只會有5.3x10^-8N的力,人體根本感覺不到。不過這個力仍然可以用來推動航天器,比如「光帆」,就是利用光壓來作為動力。


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