Hvordan udøver fotoner kraft, hvis er massetider acceleration og har ingen hvile på konstant hastighed?

Du har ret til at være nysgerrig! Det ser ud til at være intuitivt, at fotoner, der ikke har nogen masse og altid rejser med lysets hastighed, kan udøve kraft. Svaret ligger i de grundlæggende principper for kvantemekanik og særlig relativitet .

Sådan fungerer det:

* momentum, ikke masse: Mens fotoner ikke har hvilemasse, har de momentum . Momentum er et mål for et objekts masse i bevægelse, og det er givet af ligningen:

momentum (p) =masse (m) × hastighed (v)

Da fotoner rejser med lysets hastighed (C), har de fart, selvom de ikke har nogen hvilemasse. Denne momentum beregnes ved hjælp af følgende ligning:

momentum (p) =energi (e) / hastighed af lys (c)

* kraft og momentum: Kraft defineres som hastigheden for ændring af momentum. Dette betyder, at selvom fotoner ikke har nogen masse, kan de stadig udøve kraft, fordi de bærer fart.

* den fotoelektriske effekt: Et eksempel på fotoner, der udøver kraft, er den fotoelektriske effekt. Når en foton rammer en metaloverflade, kan den overføre sin energi til et elektron, hvilket får den til at blive skubbet ud af metallet. Denne overførsel af momentum fra fotonen til elektronet viser, at fotoner kan udøve kraft.

* Strålingstryk: Et andet eksempel er strålingstryk . Når fotoner kolliderer med en overflade, overfører de noget af deres momentum til overfladen, hvilket får en kraft til at blive udøvet. Sådan fungerer solsejl - de bruger presset fra sollys til at drive rumfartøj gennem rummet.

* den elektromagnetiske kraft: Phons er bærere af den elektromagnetiske kraft. Denne kraft er ansvarlig for interaktioner mellem ladede partikler, såsom elektroner og protoner. Når en foton interagerer med en ladet partikel, kan den overføre momentum til partiklen, hvilket får den til at accelerere.

Afslutningsvis, mens fotoner ikke har nogen hvilemasse, har de momentum og er i stand til at udøve kraft gennem forskellige mekanismer som den fotoelektriske effekt og strålingstryk. Disse begreber er grundlæggende for at forstå, hvordan let interagerer med stof og arten af ​​den elektromagnetiske kraft.