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光以每秒30万公里的速度,照在你的身上,为什么感觉不到疼

2018.05.29

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上周末和老同学们聚会,除了吃饭喝酒,剩下的就是天南地北的胡侃乱吹,不知不觉聊到了夏天这话题,小时最喜欢的就是夏天,一放暑假那可是小伙们最能皮的时候,抓鱼,下河洗澡,抓蜻蜓,放牛等等,每天都能换着花样玩,那一个个被太阳晒的,用一句话来形容,皮肤很像腊肉,还是烟熏过的那种感觉。

小时候似乎对高温耐受力很强,根本不怕晒,现在的大夏天不待空调房感觉都不能活一样,那毒辣的阳光照在身上简直要命,就在这时,有人提到,太阳光速度每秒大约30万公里,如此之快的速度照射到身上为毛没有感觉,你们知道光对物体是有力的作用吗?我惊诧道:这么神奇,光也有压力?

大家开始纷纷议论……物体的质量随着速度的增加而增大,当速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大啊?,要是这样,我们岂能活命?除非光子没质量,但是没质量又哪来的光压啊?

大家每天都能见到光,白天的太阳光,晚上的照明灯光,生活处处需要光,我们对光的了解除了夜晚的的照明,利用光能发电,植物的光合作用等等。那大家知道吗,平时我们所见到的光也是有压力的,只是感觉器官的限制而感觉不到。大自然真神奇!

什么是光压呢?光压指的就是光照射在物体表面上对物体表面所产生的压力,也称作辐射压强。当物体完全吸收正入射的光辐射时,光压就等于光波的能量密度;假如物体是完全发射体,则光压就等于光波能量密度的2倍。太阳照在地球上的光压大概是5×10-6牛/米2,这个压强很小,人体是无法感觉到的。

早在1748年,欧拉即已指出光压的存在。伟大的天文学家开普勒曾因彗星的尾巴为什么背着太阳而感到迷惑,太空是真空的,没有风和其它因素的影响,他大胆的猜想,光是有压力的。但是没有实验证明,所以也就是个假说。

直到1899年,俄国物理学家列别捷夫首次测量出来。他是如何测量出来的呢?实验很简单,用一根细线挂超轻的物体R,上面固定两个小片a及b,就像图1那样,a是黑色的,b是光亮的。

将物体R放到图2的真空容器里,用B发出的光线照向a或者b。由于光压的作用,R就会转动。由此可以说明光压确实存在。当然,列别捷夫进一步所测得的结果是涂黑表面所受的光压力比反射表面所受的光压力小一半。所以要想人体感受到光压,可能只有在真空环境里才有可能,还要保证感官超级超级超级灵敏,但这也是不可能做到的。(你们千万别说让小编去试试,第一小编没钱买真空装置,第二小编皮糙肉厚肯定也感受不到。)

早期对光压的研究也只能局限于猜想、假设和一些小实验,然而到了近期,时代不断进步,科技不断发展,随着在量子理论、测量仪器以及激光技术等方面取得了很大进步,对于光压的研究也到了一定的成熟阶段,在物理原子、航天科技以及生命科学等方面有着极为广阔的应用空间和潜力。

有人说光是由光子组成的,既然光子没有质量,即使光子有粒子性,根据动量守恒定律,与物体碰撞应该产生不了力,也就没有光压的存在了。对于这个见解其实是错误的。

光子是很奇异的,要么以恒定的速度运动,要么不存在。而且光子的静止质量为零,否则的话其动质量将会无穷大,那就太可怕了,你想想一个有质量的物体以每秒30万公里的速度朝你飞来,会咋样?

只有质量为零,才能达到光速,自然界中还未曾发现有质量的物体能达到光速的。光子运动就有了动质量也就是动量,这确实存在的。爱因斯坦也曾说过,光子的静止质量为零,光子以光速运动,并具有能量、动量、质量,所以也就有了光压了。

我们在思考这方面的时候,不能用经典的头脑去思考,要看看爱因斯坦的狭义相对论你大概就会明白。

那么光压的应用有哪些呢?

1光学镊

简单地讲就是以光压作为基础对生物粒子的捕陷、操纵技术及器件。在生物细胞检选、细胞的显微操作与加工、免疫学、遗传学以及分子生物学研究方面有非常高的研究价值。

2同位素分类

这个我们在高中化学有所接触。借助光的辐射压力来实现同位素的分离。

3激光清洗

例如在加工微电子的过程中,很容易沾污,常使50%的集成电路失效。这个非常烦人,因此,利用激光光压进行清洗是最有效最快捷的方法,由此半导体技术、计算机磁盘技术、光盘技术得以飞快发展。

4激光冷却原子

研究人员在原子物理的研究中,需要对单个孤立原子进行观察和测量,科学家们渴望得到一种能使原子处于静止而且无相互作用的理想状态。由此利用光压发明激光冷却原子技术,从而很好地控制原子的运动。

小伙伴们,对于光压你们现在了解了么?知道为什么我们感觉不到光压了吧?科技是不断在发展,人类不断在进步,光压已经应用到生活的方方面面,由于接触的少,我们可能还不知道它的作用和奥秘,相信在不久的未来,光压效应必将站在科学研究领域的前沿。

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