根據物理學動能=速度*質量的公式可以知道, 當一種物體的速度越快或者質量越大, 那么它的動能就越大, 只要滿足其中一個條件, 就能夠獲得有感知的動能。 最典型的例子就是平常我們遇到的車禍, 有些車禍現場真的非常慘烈, 之所以出現這種后果, 是因為發生車禍的車輛具備了動能爆發的兩個條件:速度和質量。 試一下一個, 一輛1噸重的汽車以100公里時速, 再與對面一輛汽車相撞, 那么釋放出來的動能是雙倍了, 所以說在車禍現場幾乎很少沒有傷亡的。 那么問題來了, 光的速度那么快, 為什么撞向人卻不會產生撞擊力呢?
根據物理學動能=速度*質量, 兩輛汽車對撞會產生很嚴重后果
首先我們來了解一下光速, 光是宇宙中速度最快的物質, 它的速度可以達到30萬公里每秒, 太陽到地球1.5億公里的距離, 它只需8分鐘就可以走完, 所以它的速度快到人都察覺不到, 不過聰明的人類依然使用技術手段測出了光的速度為30萬公里/秒, 這個速度有多快?人類目前最快戰斗機速度是4000公里每小時, 光的速度是它的27萬倍。 如果人類掌握了光速科技, 那么遨游太空不再是夢想, 按到動能=速度*質量的公式來算, 光速如此快的速度, 即使質量很小很小, 也會存在一定的動能, 至少可以讓人感覺到, 但是為什么人類感覺不到呢?
光速是人類最快飛機黑鳥偵察機速度的27萬倍
光速確實很快, 但是它不一定能夠產生撞擊力, 就像一坨棉花, 即使你以很大的速度扔向一個人, 那個人可能都感受不到, 而如果你把一塊鋼鐵輕輕的放在一個人的身體上, 那個人也有可能會被砸傷。 所以說光的速度雖然極快, 但是由于它的質量小到幾乎可以忽略, 所以不會產生明顯的撞擊力。 那么是否就說明光是沒有撞擊力呢?不是的, 根據動能公式, 只要由質量的物質必然存在撞擊力, 所以光也是有撞擊力的, 而這種撞擊力其實有一個專業的術語, 叫做“光壓”, 那么這個“光壓”到底有多小, 小到人類都感覺不到呢?
曬太陽的美女們, 光不會作用在人體不會有撞擊感,
根據公開資料顯示, 光的平均波長約為500nm, 按照500nm的波長計算, 根據光子質量公式E=mc2=hν計算, 可以得出一個光子的質量為4.4*10^-36 kg, 一個光子的動量為:P=mc=1.3*10^-27 kg·m/s, 一個光子的能量為:E=mc^2=hv≈4*10^-19J。 地球位置輻射強度S=1361 W/m^2, 我們在根據能量動力守恒公式可以計算出光對物體的撞擊的壓力, 也就是光壓是多少:P=2S*P/E≈9*10^-6N/m^2, 也就是說光子的動能為9*10^-6N/m^2, 既0.000009牛, 可能很多對這個數字沒有多大概念, 牛(N)是一個作用力單位, 1牛(N)的定義是作用在1kg物體上, 使之產生1m/s^2加速度的力, 簡單點說, 這樣的力1相當于兩個雞蛋的重量, 而光壓要比相當于兩個雞蛋重的力還要小9X10的六次方, 可見這樣的力人類是根本感覺不到的。 不過我們可以感受到陽光的熱量,
曬太陽不會撞傷, 但是會曬傷
所以說太陽光照射到人體上并不是沒有撞擊力, 只不過是這個撞擊力人體感受不到, 小到幾乎可以忽略不計, 即使像平時我們在樹下乘涼, 迎面吹來的涼風作用在人體上的壓力都要比光壓要強很多。 那么光壓那么小, 是不是說它就沒有利用價值了呢?非也, 雖然光壓很小, 但是它的利用價值可大了, 由于持續不斷的光壓能夠產生熱量, 所以人類利用太陽光發明了熱水器和太陽能發電裝置, 這些發明不僅僅有效利用太陽能, 而且還省錢環保, 利國利民。
太陽能熱水器
太陽能發電
此外, 科學家根據光壓現象發明了太陽帆, 這種太陽帆被廣泛利用在衛星和宇宙飛船上,
衛星上裝有太陽帆, 可以為衛星提供動力
旅行者一號裝備的太陽能帆