原创光子是怎么到达光速的？动力从何而来？

开心每二天

原标题：光子是怎么到达光速的？动力从何而来？

在已知的根本粒子中，光子显得很特殊，由于它们总是会以光速进步，而这种速率也是人类现在所发现的物质活动速率的极限。那么题目就来了，光子是怎么到达光速的？它们的动力从何而来呢？下面我们就来聊一下这个话题。

在19世纪之前，人们广泛以为光实在就是一种电磁波，它只有颠簸性，然而这种理论却表明不了一种特别的征象——光电效应。顾名思义，所谓的光电效应就是指光产生电的一种征象，其原理就是某些物质内部的电子在吸取了光线中的能量之后逸出，然后就产生了电流。

根据经典电磁理论，光的能量取决于光的强度，而且还可以叠加，也就是说，假如光线充足强，又大概光照时间充足长，那么物质内部的电子就肯定可以吸取到充足的能量，进而产生光电效应。然而现实环境却并非云云，科学家发现，在频率不敷的环境下，不管光线有多强、光照时间有多长，光电效应都不会发生。

科学家为此困扰了很长一段时间，直到1905年，爱因斯坦才对其举行了公道的表明，他以为光的能量并不是一连的，而是可以细分成一份一份的，每一份能量就是一个光子，其能量巨细可用公式“E = hv”来形貌（此中h为普朗克常量，v则代表光的频率）。

睁开全文

爱因斯坦指出，光子是光的最小单元，它是具有粒子性的，由于光子的能量只与光的频率有关，而电子每一次只能吸取一个光子的能量，因此在光的频率不敷时，电子就始终无法得到足以让它逸出的能量，光电效应天然也就无法产生了。

爱因斯坦的理论随后通过了科学家的验证，他也因此得到了1921年的诺贝尔物理学奖，今后之后，人们知道了光子同时具有颠簸性和粒子性（即波粒二象性），因此我们有须要分别从颠簸性和粒子性来睁开讨论。

从颠簸性的角度来讲是比力简朴的，由于光子可以看作是量子化的电磁波，而在我们的宇宙中，电磁波的流传是不必要动力的，而根据麦克斯韦电磁场方程组，变革的电场会在空间中引发出磁场，而变革的磁场又会在空间中引发出电场，云云瓜代举行，就产生了电磁波，由于电磁场的创建速率是光速，以是电磁波的流传速率也是光速。

从粒子性的角度来讲就要轻微复杂一点了，我们先来看一张图。

上图为包罗了全部已知根本粒子的粒子物理尺度模子，其右上角的“希格斯玻色子”就是台甫鼎鼎的“天主粒子”，而之以是会有这种称呼，是由于“希格斯玻色子”是“希格斯场”的场量子化引发，而后者则在宇宙中无处不在，凡是可以与其发生耦互助用的根本粒子都会被赋予静止质量。

然而光子却不会与“希格斯场”发生耦互助用，以是光子就没有静止质量，换句话来说就是，光子的静止质量为零。

根据狭义相对论，假如一个静止质量为零的根本粒子的活动速率低于光速，那么它的能量就为零。很显着，光子的能量是不大概为零的（现实上，能量为零的根本粒子在宇宙中根本就不大概存在），据此我们可以得出，由于光子的静止质量为零，以是它们就只能以光速活动。

值得一提的是，粒子物理尺度模子中的“胶子”也不会与“希格斯场”发生耦互助用，其静止质量也为零，因此它们也只能以光速活动，除此之外，科学家们假想中的“引力子”也是属于这种根本粒子。

综上所述，无论是从颠簸性的角度照旧从粒子性的角度来讲，我们都可以得出一个结论，即光子一旦产生，其速率就是恒定的光速，并没有什么“到达光速”的加快过程，而由于在光子的流传过程中是不必要动力来举行驱动的，以是也就谈不上“动力从何而来”了。

好了，本日我们就先讲到这里，接待各人关注我们，我们下次再见。

（本文部门图片来自网络，如有侵权请与作者接洽删除）返回搜狐，检察更多

责任编辑：