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影子真的有重量吗?为什么被影子投影的物体,重量反而会变轻了?

​审核:小文

引言:在阳光底下,人们经常可以看到物体的影子,这些影子无处不在,只要有阳光的地方,都会有影子存在。然而在面对影子时,有人却提出疑问影子真的是一种现象吗?影子难道就没有重量吗?那么为什么当把其他物体的影子投射到另一个物体上,会使得该物体的表观重量减轻呢?这与影子有什么联系呢?

其实影子是物体阻碍光直线运动留下的阴影,从阴影可以看得出有的物体是可以阻挡光直线运动的,有的物体却可以被光线直接透过,并且不留下影子。但是要说到影子的重量,那么根据科学家的实验数据表明,影子其实并没有重量,影子只是一种可以说明物体透光能力的现象,并不是实际存在的物体。

那么为什么投射到其他物体上的影子可以使得物体的表观重量变轻呢?其实这涉及到给物体留下影子的光子性质了,事实上物体留下的影子并没有重量,但是除了反射出去的光子外,部分光子会在物体表观会留下轻微的推力,就好像一群光子在物体表面推动物体一样,光子对物体也是有一种推力的,也就是说物体表观重量其实就是光子的推力。

当一个物体的影子投射到另一个物体上,那么这个影子区域就没有了光子的推力,换而言之,物体表面失去了光子推力,那么物体所受到的表观重力也会减少,这就是光子对物体的作用力。根据光子能量公式计算,光其实是有能量的,光子能量的大小与光子的频率或者波长有关,如红外线与紫外线的光子能量是完全不同的。

事实上整个地球表面都受到光子推力的影响,这些光子推力对地球产生了一种远离太阳的推力,只不过这些光子推力对地球的影响并不大。根据公式计算,这些光子推力一般是7×10-11公斤/平方厘米,可以说这些推力对于地球动力来说,完全可以忽略不计。因此影子是没有重量的,而投射到物体表面的影子之所以会使得物体的表观重量变轻,是因为影子区域并没有产生光子推力。

那么研究光子推力到底有什么意义呢?毕竟就算是大幅度的太阳光子对地球产生的推力也就是7×10-11公斤/平方厘米,完全可以忽略不计。其实是有意义的,对宇宙探测器的飞行以及人类关于太阳帆的设计都是有着重要意义的。其一,在发射宇宙探测器到太空中,除了要考虑宇宙射线的对探测器的影响,也有考虑光推动效应的影响。

毕竟在宇宙中,电磁波辐射的增强会使得光子的推动效应更加明显,而这对于宇宙探测器的飞行有着很大的影响,一旦光压过强,那么探测器的飞行就会偏离原来的轨道,导致探测器不能够准确到达预定地点。其二,光子推力效应是太阳帆的主要动力,事实上太阳帆是一种借助光压来前进的宇宙航天器,主要是借助其表面的薄膜光帆来反射太阳光达到前进的目的。

根据可靠计量,经过一段时间加速后,质量极小的光帆速度可以达到光速的10%-20%,这对于宇宙航天器的航行是很有帮助的。对此,小编认为影子是光子在物体表面产生光压的结果,物体表面因为受到光子的压力,产生了表观重量。而光子也因为光压释放,使得直线运动发生改变留下了影子。当一个物体的影子被投射到另一个物体上,那么物体表面的影子区域是没有光子压力的,因此这个物体表观重量也减少。

事实上科学家对影子重量的研究,其实是对光子压力的研究,而光子压力的研究对于航天器准确飞行以及太阳帆的前进都是很有帮助的,这也是为什么科学家要研究影子重量的原因。那么为什么影子有重量?为什么影子投射到物体上,会使得物体的表观重量变轻?你有什么看法呢?到底是影子没有重量,还是影子是有重量的,只是重量很轻,完全可以忽略不计呢?

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