光子的质量为零，为什么光射到物质表面为何会产生光压？

光子的质量为零，为什么光射到物质表面为何会产生光压？

光子的静止质量为零， 光子的质量不为零 光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。也称为辐射压强。当物体完全吸收正入射的光辐射时，光压等于光波的能量密度；若物体是完全反射体，则光压等于光波能量密度的2倍。这个关系可以由经典电磁理论得到，也可以直接由光的量子理论得到。麦克斯韦依据经典电磁理论首先指出了光压的存在。1899年，俄国物理学家列别捷夫用实验测得了光压，证实了麦克斯韦的预言。光压的存在说明了电磁波具有动量，因而是电磁场物质性的有力证明。爱因斯坦光子假设又进一步说明了光压存在的合理性。 光压很小，如果阳光直射到地面，并且光被地面全部吸收，那么地面所感受到的光压也只有4.5×10-6帕。 一、测量光压的实验 http://physics.scnu.edu.cn/gzwl/contents1/1-1/02/040201.files/gy.gif 列别捷夫所用仪器的主要部分是一用细线悬挂起来的极轻的悬体R，其上固定有小翼a及b，如图1示,其中一个涂黑，另一个是光亮的。将悬体R置于如图2所示的真空容器G内。借助透镜及平面镜系统将由弧光灯B发出的光线射向小翼中的一个。由于作用在小翼上的光压力，使悬体R转动。转动的大小，可借助望远镜及固定在轴线上的小镜观察到。移动双镜能使光射在涂黑的小翼上。比较两种情况下悬体转动的大小，列别捷夫测得，涂黑表面所受的光压力比反射表面所受的光压力小一半，与理论完全符合。 借助薄片P1使光流的一部分射到温差电池T上可以度量入射光能量的大小，因而可以对理论作出定量的验证。 二、光压的量子理论解释 按照光子说的观点，光压是光子把它的动量传给物体的结果。设频率为υ的单色光，每秒垂直入射到物体表面每平方米上的能量为E，则每秒垂直入射到物体表面每平方米上的光子数为N=E/(hυ)。因为每一个光子具有动量p= hυ/c，当光子被物体所吸收时，每个光子传给物体的动量为p= hυ/c，如果入射光子全部被物体所吸收，则物体表面每平方米在每秒内所获得的动量应等于N·p=E/c。物体表面每平方米在每秒内所获得的动量，即光作用在这个面上的光压为E/c。当光子被物体所反射时，光子的动量从＋hυ/c变到－hυ/c，则每个光子传给物体的动量为2p=2 hυ/c。如果入射光子全部被物体所反射，则作用在物体表面上的光压力为N·2p=2E/c。 在一般情况下，当物体表面的反射系数为ρ时，则在每秒内入射的全部N个光子中，有(1－ρ)N个被吸收而ρN个被反射，所以作用于物体表面上的光压为 http://physics.scnu.edu.cn/gzwl/contents1/1-1/02/040201.files/gypic.gif 根据列别捷夫的测量，光压力的数值在测量的误差范围内与理论值符合得很好。 回答者：famorby - 大魔法师 九级 1-7 21:48