光有沒有慣性?
這個是我初中研究的一個問題
假設我從地球發出一束光,N年後會達到某星球,這過程中光是會什麼動力驅使它前進的?是慣性?還是?而且會永遠一直走下去,到無線遠???
經典力學中用來恆量慣性的量是質量,表現在牛頓第二定理(F=ma)中。相對論中,對應的應該是靜質量。光在任何參照系中都不是靜止的,所以沒有質量。從這個意義上,光沒有慣性……
但是,我們來看牛頓第二定律的另一個表述:物體受到的衝量(Ft)等於物體動量(mv)的變化。動量和力都是相對論中有很好地定義的量。事實上,就算把光看成波,由德布羅意波粒二象性的公式,我們也可以定義光的動量。所以光有動量,這表現他的粒子性。如果光撞上什麼東西,會把動量傳給對方,就像撞球一樣,於是有了光電效應,光壓等現象。從這個意義上,光有慣性。
回答@袁飛雲補充的問題:「慣性驅使物體前進」這話本身就有問題,慣性不是動力。如果沒有和其他東西的相互作用,慣性無從談起。
沒有外力的情況下物體保持勻速直線向前,慣性是指通過外力(和其他物體相互作用)改變物體運動狀態的困難程度。現在我放一面鏡子,光立即就轉彎了,鏡子的運動卻幾乎不受影響。這就是說很容易改變光的運動狀態,所以光的「慣性很小」。但是某種意義上光有」慣性「,表現為能撞開電子,能產生壓強。
我想像你理解慣性是」物體保持其運動狀態的能力」……怪你的物理老師吧。很難用經典的圖像來解釋這個問題。慣性描述了物體改變速度的難易程度,在沒有阻力的情況下你想推動大質量物體就要費更大的力,這時我們說他有更大的慣性。光子靜止時質量為0(問題是沒有停在那的光),一被加速就到了宇宙最快速度了,受某種奇怪的限制它不能更快了,所以我們認為靜止的光子沒有慣性。但是光一旦動了起來,再想改變它的速度就需要一些力了,比如說你放一面鏡子或者用恆星去把它吸過來,光子這個時候是有質量的,有慣性的,相對論告訴我們對同一物體速度越快的質量越大。
感覺討論光的慣性沒什麼意義,很少考慮到慣性這個概念,感覺是個可有可無的概念,因為有其他更好用的概念替代它,慣性是因為歷史原因被引入的。題目是,光有沒有慣性。
那麼,慣性是什麼?維基百科的資料將慣性定義為物質抵抗其運動狀態被改變的性質,事實上可以看出,這個定義和沒有外力作用物質將保持運動狀態是一樣的。而:
慣性是指通過外力(和其他物體相互作用)改變物體運動狀態的困難程度。
這個說明的應該是指慣性的量度,即慣性質量:
慣性質量是指通過外力(和其他物體相互作用)改變物體運動狀態的困難程度。所以陳浩的答案是在探討:光的慣性質量是多少?
話說這個問題基本無解,從兩個方向出發可以得到相反的結論。
但是光有沒有慣性卻是很好回答的。慣性的本質在於沒有絕對靜止,或者說,不存在絕對的參考系。從這一點上來說,對於任何東西都不存在絕對的參考系,所以任何東西都有慣性。
慣性是一種性質,是與生俱來的。回到問題補充,我們發現:假設我從地球發出一束光,N年後會達到某星球,這過程中光是會什麼動力驅使它前進的?
這個是槽點所在。因為根據慣性,物質根本就不需要任何動力驅使他前進。力的作用是改變物質的運動狀態。由於光在任何參考系中都以光速傳播,所以我們也不是施加了動力使得光以光速發射出去,而只是改變了光的傳播方向。
光有慣性。因為他有波長。但是引力似乎也會因此光慣性的變化(引力紅移)。
慣性現象就是物體保持原來運動狀態的一種現象,因此很明顯光是有慣性的。
如果光不被外力改變方向,會一直向著一個方向前進,但是會不會到無限遠要看無限遠的定義。首先,宇宙本身是有限無界的,是一個高維空間中的環,光按照給定方向前進總有一天會回到它出發的地方。不過按照目前的理論,宇宙處於膨脹狀態,且膨脹的速度大於光速,所以光永遠沒有機會從另一側繞回來!光是電磁波,電磁波的傳輸方式是一個電場激發出一個磁場,然後這個磁場又激發出一個電場,這樣一個一個往前迭代出去的,所以我的理解是,沒有慣性。
光沒有慣性 因為光沒有質量 光是純能量 因此才能以光速飛行 而且光速不變 也就談不上對光施加力的作用來增快或者減慢它的速度
m=E/cc,根據這個公式,可以看出,作為能量的光,質量是有的,不過很小。有質量即有慣性。
沒有 因為光子質量為0
而牛頓第一定律研究的是宏觀物體,他已經默認有慣性的物體都是有質量的到底有沒有
首先你要明白光的屬性,然後什麼物體可以有慣性。
光目前有波粒二象性,粒子特性上,是有慣性可能的。
物體的慣性與質量成正比,從光電效應來說,效應與光強弱有關,這似乎就是慣性了。或者說,光的慣性是可以根據光強判斷的,與顏色估計也有關。推薦閱讀:
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