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光速為什麼可以這麼快?它的動力源是什麼?

光的出生速度就是這麼快,每秒30萬公里,其實光子也不想,但它只是沒有停下來的能量,因為光子沒有質量。

光是如何產生的?

因為光子沒有靜止質量,所以它不需要加速。你可以發現,任何需要加速的物體,它都是具備靜止質量的(靜止質量也就是咱們平時常說的質量,或者是牛頓力學中的質量)。

雖然這有些不可思議,但實際確實是這樣,這也是為什麼再強大的粒子加速器都不能將一個粒子加速到光速的原因,因為粒子具備靜止質量,而通過狹義相對論的質速公式,我們發現當一個具備靜止質量的粒子,在接近光速時,它的質量會趨向於無窮,而無窮大的質量則需要無窮多的能量來進一步提速,顯然宇宙中的能量是有限的(無限的也沒事,反正都得把整個宇宙吞了才行)

光速是宇宙中最快的速度,這無可辯駁,一切有靜質量的物體,無論怎麼加速,永遠也到不了光速,因為當無限接近光速的時候,再加速將會需要無盡的能量。但是為什麼光為什麼能夠跑的這麼快呢?

非要說為什麼,我也說不清楚,反正是光從一出生就是這麼快的速度,它不會減速,更不會停下來,可以說光速是宇宙中的常數,就像萬有引力常數一樣,自宇宙創生之初就已經被定義好了的。

光是一種奇怪的物質,歷史上人們關於光是粒子還是波的爭論持續了幾百年。最先由牛頓提出光是粒子的學說,被人們奉為真理信仰了一百多年,但是後來托馬斯·楊做的雙縫干涉實驗等於是直接給粒子說判了死刑。人們又認為光是一種波,但是奇怪的是人們又發現光傳播好像是不需要任何介質的,這與傳統的波的定義不符,人們又試圖捏造一種無法被觀測到的物質以太,以太作為光的介質充滿整個宇宙空間的任何地方。後來邁克爾遜等人試圖驗證以太是否存在,以太沒發現,倒是發現了光速不變原理。

後來,人們終究還是搞不清楚光到底是粒子還是波,又因為發現了光不僅具有粒子性,比如光電效應,又具有波的性質,比如衍射和偏振,於是就只好說光具有波粒二象性,光既有粒子性又有波動性。愛因斯坦基於量子論提出了光子說,成功解釋了光電效應,又創立了相對論,根據相對論計算,結合質能方程式,可以得出光子的相對論質量是m=hν/c^2,光子的質量與其頻率有關,如果光子停止運動了,那麼光子將不會再具有質量,這也就是為什麼說光子沒有靜止質量。

另外有一點需要說明的就是光在不同介質中的傳播速度是不一樣的,在真空中傳播的速度最快,而在金剛石中的傳播速度只有真空中的一半。光速不變原理是相對論成立的前提,根據相對論也可以得出光子沒有靜止質量的結論,或許不妨理解為光子的能量來自於宇宙創生之初,光子沒有靜質量,所以它可以把能量全部轉化為動能,讓光子保持光速前進。

光的能量來源可謂是多種多樣的,宇宙大爆炸時會產生無數的光子;電燈鎢絲放電時,會激發產生光子;在原子的核外電子從低能級向高能級躍遷的時候,會吸收光子,而從高能級向低能級躍遷的時候,則會放出光子。產生光的方式是有很多種的,反正總有某種方式使得能量轉化為光,而且是在能量守恆的前提下進行的。


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