科學家：光的速度如此快！撞向人類為何沒產生撞擊力？

光速很快沒錯，但光量子所具有的動量很小，在撞擊過程中所能產生的光壓極小，我們幾乎沒法感受到。光子的能量為：E=hf。

其中h是普朗克常數，f是頻率。另一方面，光子的頻率f和波長λ的關係如下：f=c/λ。其中，c是光子的速度，即光速。據此，光子的能量表達式可改寫為：E=hc/λ。又根據質能方程，光子的能量又存在如下的關係式：E=mc^2。從而可得：E=hc/λ=mc^2 化簡可得：m=h/(cλ) 所以光子的動量為：P=mc=h/λ

可以看到，雖然光子不具有靜止質量，但具有運動質量，只不過非常的小。以可見光為例，可見光的波長範圍為380至780納米，對於波長為500納米的光子，其運動質量僅為4.42×10^-36 kg，而動量僅為1.325×10^-27 kg·m/s。這是單個光子的情況，如果光子數量很多的時候，它們所能產生的光壓會有多大呢？下面以太陽為例做個簡單估算。

在地球的運行軌道上，太陽的輻射通量為1361 W/m^2，所以地球上每平方米在每秒內接收到的太陽能為1361 J。假設光子與物體發生了正面的彈性碰撞，根據動量守恆定律可以得到如下的關係：P=2E/c=Ft，即F=2E/(ct)。代入數值可以計算出每平方米在每秒內所受到的光壓為0.000009 N，或者相當於9 μN，這麼小的壓力，我們根本無法感受到。不過，我們會通過另一種方式感受到太陽光——熱量。太陽光照射到我們的皮膚上，光子的動能將會轉化成熱量，所以我們會感覺太陽光很暖和甚至很熱。

此外，雖然太陽光的光壓很小，但這種微弱的推力可以推動太空中的太陽帆前進。只要太陽帆具有足夠大的面積，並且加速足夠長的時間，太陽帆就能獲得很高的速度。例如，對於800 m×800 m的太陽帆，它在地球附近能夠獲得大約5.8 N的推力，經過連續3年的加速之後，速度可達45 km/s（旅行者1號的飛行速度為17 km/s），以這個速度飛向太陽系深處所需的時間將會大大縮短。

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