光既然可以每秒30萬公里,那它的動力是什麼呢?愛因斯坦也不明白

天空之城 2020/10/14 檢舉 我要评论

光應該是宇宙中最常見也是最神秘的存在了,最開始大部分人都認為光是暫態作用的,就是沒有速度的概念,無論傳播到多遠的距離不需要消耗時間。這種印象也很符合我們的認知,因為只要光一出現瞬間就可以填滿小黑屋。

愛因斯坦提出了光電效應,認為光的能量形式也是「一份份」的,也就是量子形式,從此光又有了新描述形式光量子,簡稱為光子。

光子是我們宇宙中不可再分的最小粒子,即是量子的激發態。其角動量為普朗克常數h,約為6.623x10-27爾格秒。這是一個非常小的數值。

之前在網上看過相關的資料,從量子力學角度來考慮,電子在原子核外是呈現概率分佈的,也就是不存在具體的位置,是一片電子雲。

電子所處的位置有高能級和低能級之分,當電子吸收能量就會從低能級躍遷到高能級,但是這並不是穩定的狀態,電子有自發向低能級躍遷的趨勢,這個時候多餘的能量就會一份份的釋放出去也就是一個個的光子。

所以說光實際上是能量並非是物質,它沒有靜質量,因此電子躍遷釋放的能量會完全無損失的轉化為動能。

因此,光子之所以具有較大的速度,使其由原來的無規運動(基態量子)轉變為有向運動的,就在於我們對空間量子的激發。

至於為何光子的速度會是30萬千米每秒,而且在真空中用不會變,這個愛因斯坦也不知道。這也是為何愛因斯坦僅僅把光速不變原理作為相對論假設的原因。

有人說麥克斯韋方程組可以解出來光速是一個常數,但我們要知道,麥克斯韋方程組當時僅僅是描述的電磁波,後來科學家發現電磁波的速度竟然和光速一樣,才逐漸意識到電磁波和光本質是一樣的。

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