驱使光子前进的动力是什么?光子是怎么达到光速的

朝宗惊鸣 2024-05-03 23:43:53

光应该是宇宙中最常见也是最神秘的存在了。最开始,大部分人都认为光是瞬时作用的,就是没有速度的概念,无论传播到多远的距离,都不需要消耗时间。这种印象也很符合我们的认知。因为只要光一出现,瞬间就可以填满小黑屋。

爱因斯坦提出了光电效应,认为光的能量形式也是一份份的,也就是量子形式的,从此光又有了新的描述形式-光量子,简称为光子。光子从一旦诞生开始就以光速在运行,光子的静止质量为零。光子只要不被吸收,就永远停不下来,而且光子的寿命几乎是无限长的。

从牛顿的力学三定律我们可以了解到,宇宙中的物体在不受力的状态下可以保持静止或者匀速直线运动的两种形态。如果想要改变一个物体的运动状态,让它加速运动或者减速运动,那么必须要给它提供力的作用。有力才有加速度,速度才会变化,这个道理是非常浅显易懂的。

比如当你开车的时候,如果想跑得快一点,那就需要猛踩油门才行。这样车的速度就会提升,这个过程就涉及到了能量转化问题。石油的化学能通过一系列的操作最终转化为车的动能,但是车的速度也是有限的,最终能量因为地面的阻力都消耗掉了。

爱因斯坦研究发现,他认为光是宇宙中最快的速度,任何有静止质量的物体速度都永远达不到光速。理论上只能无限接近于光速。爱因斯坦曾做过这样的思维实验:当时的交通工具火车如果不断地给它加煤加燃料,火车的速度就会不断地提升。但理论上只能加速到无限接近于光速。

从狭义相对论的质增效应来看,高速运动的物体质量会不断地提升。当物体达到光速的50%时,质量就会提升15%。当达到99%的光速时,质量就会提升至700%。这样就导致想把质量更大的物体提升至光速,那么需要的能量就会更大。最后的结果就是,有静止质量的物体永远都达不到光速。但是光子比较特殊,并没有静止的质量,因此也不属于物质。

根据量子力学来说,光仅仅是一份份的能量。只要一经产生,它的速度就会达到30万公里每秒,并不能无缘无故地消失,只能被其他粒子所吸收。我们理解光子的速度,其实可以把光速看成是光子的特有属性。就像一个人拥有质量一样,这是一出生就确定下来的。目前已知的四大基本作用力——引力、电磁力、强力和弱力,量子力学可以从基本粒子交换的模型来解释电磁力、强力和弱力,但是引力粒子目前并没有被发现。对引力最好的解释就是爱因斯坦的广义相对论。

按照规范场论来说,所有基本粒子的质量都应该为零,但实际上并非如此。科学家提出了希格斯场来解释这些基本粒子的质量问题。当粒子运动过程中通过希格斯场时,就会和它发生相互作用,从而粒子的速度减少,使粒子获得质量。但是光子通过希格斯场却是不同的机制,光子并不会被减速,也不会被赋予质量。光子的静止质量为零,30万公里每秒的速度就是光子的固有特性。

爱因斯坦认为,宇宙中有静止质量的物体都不能达到光速,只能无限接近于光速。同时,信息的最快传递速度也只能为光速。至于经常被大家所提及到的宇宙膨胀速度超过光速等,都不违反爱因斯坦对于光速的设定。

需要说明的是,光在介质中传播速度比真空中慢。原因是光在介质中的粒子,尤其是电子,发生相互作用时,光传播的光程变长了,所以宏观现象就是光的传播速度变慢。但本质上,光子的速度并未减慢。那么光是怎样达到光速的?光又是如何保持光速的呢?驱使光子前进的动力又是什么?

如果从光子的粒子性角度来解释,光是由无静止质量的光子组成。根据狭义相对论,既然光子的静止质量为零,它们的速度只能是光速。根据粒子物理标准模型的希格斯机制,没有静质量的光子在穿过遍布宇宙的希格斯场时,光子不会发生耦合作用,所以他们不会获得静质量,速度也不会从光速降下来。光子一旦被产生出来,他们的速度就会直接达到光速。光子的传播不需要能量来驱动。如果没有被物质或者黑洞吸收,他们始终会以光速在真空中无限地传播下去。

另一方面,如果从光的波动性来解释,光的本质是电磁波。麦克斯韦电磁场方程组表明,电场和磁场在本质上是统一的。变化的电场会激发出磁场,变化的磁场又会激发出电场。如此反复就产生了电磁波。由于电磁场以光速建立起来,所以电磁波会以光速传播。电磁场的产生和存在没有借助于介质,所以光可以在真空中以光速传播。虽然随着空间结构的持续膨胀,在空间中传播的光会出现红移,但他们不会完全消失在宇宙中,所以只能说光子一生下来就是光速,所以这或许是大自然的一种规律。

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评论列表
  • 2024-08-17 09:51

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因::::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变假说预测真实显然不能冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用,号称证明当然是斯坦骗术。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,明确反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。 ………骗子太多,到处造神鼓吹悖论骗子,国家必然倒霉!

  • 2024-08-17 09:50

    悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2024-08-17 09:49

    粒子对撞机能创造新物质吗?不!!!它只能产生一些新的破碎。核能化石能太阳能都是释放光子,光子本性才是能源问题的关键。参见论文 photon energy and photon behavior discussions,牛顿力学可以完美解释光子能量与光子行为。光子中微子是电子质子撞击的破碎,质子电子都会以恐怖的强大电斥力(引力的10^36~10^42倍)发射它们的碎块,电子碎块到达零电势区域的速度刚好是真空光速。光子在原子内部强引力场中有轨道运动 折射与轨道逃逸,斥力场散射反射等。……中子大冲量撞击原子核是产生光子的最有效方法,电子撞核,质子撞电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可以获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。———热量温度是光粒子辐射(热质说),高温体辐射更多光子吸收低温体辐射的更少光子,温度传递由高温体到低温体是必然(熵只是数学描述,动能耗散是生机不稀奇不绝望)。高温体辐射更多动能光子(内部外部一致),当然微观运动更剧烈(热动说)。物体无任何光子辐射就是绝对零度,宇宙背景辐射超过且接近绝对零度,达到绝对零度当然十分不易。真理都不奇怪!必须信任自然的绝对诚实。

  • 2024-08-17 09:51

    时光倒流是数学当物理的骗术!………都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。都是为了欺骗。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???………号称修正GPS原子钟的大笑话: 狭义相对论让星钟变慢,再来个广义相对论让星钟变快,你说这钟倒不倒霉?关键是反复修正还是不行(误差90%)!参见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析”

  • 2024-08-14 17:28

    驱动光子前进是能量源。没有能量的光子走不远。

  • 2024-05-05 12:38

    2。个人观点(非教科书)。光(电磁波)的传递肯定是,电场,,磁场,,电场,,磁场,,这样交替传递的吗?不是。如果是这样,那么传递路径必定会受到磁场电场干扰,事实上没有任何试验数据表明光传递路径受到电场或磁场干扰。大量事实表明光传递路径是受到引力的影响。一。光能量是由暗物质粒子传递的能量,不存在光子。光能量来自于电子震荡,也就是电子把震荡能量波传递给了暗物质粒子,暗物质粒子把光能量波传递到周边。当周边外围远方有其它电子时,会吸收暗物质传递过来的光能量波,从而产生电子震荡。因此光没有质量,只有能量。二,暗物质传递光能量是逐个传递的(类似于一排人传递物体),传递速率不变是固定值(即每秒经过了多少暗物质颗粒),因此光速C取决于暗物质密度,暗物质密度高则光速慢,反之暗物质密度低则光速快。三,普通物质内部密度越高,则暗物质密度也越高,二者的密度是互为因果关系的。因此普通物质内部光速就慢,真空(或空气)暗物质密度低光速则快。四,暗物质也对普通物质产生拉连力(引力),因此暗物质密度分布不均匀时会影响光传递路径,表现为受引力影响。五,结论,光传递路径与电场磁场无关,因此光不是电场变磁场,磁场变电场传递的

  • 2024-05-07 11:45

    观测归纳是经典物理,不确定/概率/不知道/假说/的东西也成了物理???用数学与创造假说当物理研究未知的大笑话。撒网捕鱼只能是概率,鱼摊买鱼是计算(物理公理已知)。观测树上苹果数量是确定的,猜测树上苹果数量当然不确定。不确定是观测属性,不是运动属性。哪里会有荒唐的测不准原理???鬼扯的光速不变,具有无穷的运动精度!胡编的测不准原理,居然与光速不变是同伙!!!创造假说宏观微观不同?相对速度哪有谁高谁低?笑死人。精度高低是观测能力问题不可能是真理,也不能否定真理。自然的有无才是真。骗子当然能猜中骰子,号称证明公理公设必然是骗!

  • 2024-05-07 11:46

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学的根基——确定性。祸害数学,祸害物理,终身搞骗,祸害极大极深极广。………是恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!迷信蔑视自然的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,自然科学的基础就玩完了!

  • 2024-05-09 12:54

    光子一出现就是光速,也就是加速过程很短,还有一物质和光子一样,也经常被我们用,就是电子,电子的速度在超导上跟光速差不多。光子的传播应该也是和电子一样,并不是串透,应该也是传递。

  • 2024-05-13 00:31

    驱动光运动的是想象力。

  • 2024-05-05 20:09

    就像氢气球,气压越高飞升越快。宇宙中有“光密度”,光速其实是被“光压”推动的。

  • 2024-05-07 11:45

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本木有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应是毒药祸害!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞必然会加速。迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。……光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

朝宗惊鸣

简介:热爱体育,探索未知宇宙