影子有沒有重量?
乍一看,這個問題似乎沒有什麼意義。但仔細一想,這個問題其實具有現實世界的含義。事實上,天體物理學家也在思考類似的問題。
首先,光照射在物體上會投下影子,影子本身並沒有重量。然而,當一個物體的影子投射到另一個物體上時,該物體的表觀重量會變輕一些,因為它受到的光壓減小了。雖然影子沒有重量,但它們可以減少其他物體的表觀重量。
根據光子能量公式可知,光有能量,其大小取決於頻率或者波長。當光子打在物體上時,它們會對物體產生一個輕微的推力。事實上,來自太陽的光子撞擊地球表面,它們會推動地球遠離太陽,儘管這個幅度非常小。
據估計,太陽光對地球表面施加的推力約為7×10-11公斤/平方厘米。因此,白天一個放在陽光下的物體所具有的表觀重量要大於夜晚。
那麼,這種現象對現實世界意味著什麼呢?
一旦我們離開地球大氣層進入太空中,光推動效應就會更加明顯,因為太空中的電磁輻射非常強烈。例如,NASA在規劃從地球到火星的探測器飛行軌道時,需要考慮到光壓,因為光壓會讓探測器的飛行路徑發生偏移。
另外,天體物理學家還提出了太陽帆的設想。太陽帆的飛行動力不是來自於燃料,而是來自於太陽光。太陽帆上安裝一塊巨大的薄膜光帆來反射太陽光,通過太陽光的輻射壓來推動前進。雖然太陽光產生的推力很小,但經過長時間的加速度,太陽帆也能達到很快的速度。除了太陽光之外,地球上的激光陣列也可以為光帆提供動力。
理論上,經過一定時間的加速之後,質量極小的光帆可以被加速到到光速的10%至20%。有了這麼快的速度,光帆可以作為星際飛船,衝出太陽系,前往其他恆星系統。
影子有沒有重量?
在回答這個問題之前,我們先來了解一下影子為何物,它是如何形成的。
小的時候經常有些「踩影子」的遊戲,那時候知識有限,只知道影子會隨著物體的移動而移動,並且還會長高或縮短,一旦沒有光或者到了樹蔭底下就會消失,後來才漸漸明白影子其實是光在傳播的過程中由於受到物體的阻擋不能直接穿透而形成的陰影區域,它是一種光學現象。很顯然,影子的定義中不難看出,影子這種光學現象是不可能有重量的。
在前面幾個關於光有沒有質量的問答中,我們講到了光雖然沒有靜止的質量,但卻有動質量,並且存在一定的光壓,這一點可以通過根據光的能量公式E=hf和愛因斯坦質能方程E=mc2二者的變形公式求出m=hf/c2,即單個光子的質量。而具有動質量的大量光子照射在物體上產生穩定的壓強即為光壓。
由此可見,由於物體的阻擋,使得一部分光子被吸收或者反射,根據能量守恆定律可知影子所覆蓋的區域受到的光壓是極其的小,也就是說影子雖然沒有質量,但是它能降低物體所受到的光壓。
光壓在我們的日常生活中雖然幾乎不會涉及到,但在航天和天文觀測中應用卻較為普遍,因為宇宙空間具有高真空、高輻射以及飛行器高動能等特點,任何一點點看似微乎其微的力可能都會改變航天器的運動軌。
因此光壓的值雖然很小,但對於人造地球衛星而言,由於日積月累的太陽輻射壓力作用,會逐漸影響其運行軌道,因此在衛星的發射和監控中都需要注意。
而關於光壓的利用目前科學界也有一些構想或實驗,比如製造太陽光帆推進器、光壓風車等等。
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1科普朋友們我來談一談關於光的特性:愛因斯坦因發現光的波粒二象性,而獲得了諾貝爾獎。即然光具有波粒二象性,那麼光是否承載著質量呢?我想既然光具有粒子屬性,就應該具有質量屬性。
目前世界上大多數觀點認為光不具有質量,如果光不具有質量,黑洞強大引力是吸引不住光的。光在黑洞視覺界線內逃不出視覺界線,因而說明光具有質量。由於光質量太小,在已知世界是測不出光的質量,但光卻是真實存在質量的載體。在已知世界,物質標準模型還有很多現象是解釋不清的,因此物質模准模型還是存在問題的!
中國科學院院士、高能粒子研究所所長王貽芳強烈建議建質子與質子對撞機,目前最先進的還是歐洲電子對撞機,直徑27公里,是目前世界最先進對撞機,對世界物質標準模型構建具有深遠的影響。而我囯要建設的質子對撞機直徑達100公里,是未來最先進對撞機,也許能撞出另一個世界,重構物質標準模型,引領世界科研潮流,重樹東方大國科研地位!如果光子有質量,那麼影子是光被蔽擋造成的,但影子是光子減弱的表現,因此影子也是有質量的。有質量就有重量!科普朋友們你覺得呢!
要說影子的話確實應該是沒有重量的。影子的形成和光的直線傳播有很大的關係,光從光源發射出來,照射在不透光的物體上,不透光的物體把沿直線傳播的光擋住了,在不透光的物體後面光照射不到的地方就形成了影子。所以說如果將一個精確度很高的稱放在影子所在區域內的話,由於光量子在有物體和無物體的情況下到達稱的情況不同,因此會有影響。但是這個影響不該是影子,而是那個物體。
此題回答正確需要腦洞,更需要很高智商,門薩(高智商組織,大約400萬人里有一個會員)成員會這樣反問
" 空氣有沒有重量"
"影子是三維的嗎?"
你如果都作出肯定回答,你就知道了答案
(題主可能就是會員,題目就是測智商之題)
影子和光一樣無質量。
上帝的影子有重量,撒旦的影子輕飄飄。
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