不需要动力就能达到光速的光,是怎么达到光速的?

发布网友发布时间：2022-08-17 18:15

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热心网友时间：2023-10-13 12:46

像光子这种没有静止质量的东西，一生下来就只能以光速运动，更不需要外力来维持。

光和光速

光本质上就是电磁波，具有波粒二象性，既可以看作粒子，又可以看作波。狭义上的光是指可见光，仅占电磁波谱上很小的一段，而广义上的光包括红外光、紫外光、可见光、X光等。

物体是由原子组成的，物体发光自然源自微观层面。当原子内部的电子吸收能量后，便会跃升到高能级。高能级并不稳定，由高能级掉落到低能级，电子便会向外辐射出一定频率的光子。当然，产生光子的方式不止一种，核反应也能产生光子。

丹麦天文学家奥勒·罗默通过观察木星的卫星，认识到光的传播速度是有限的，并初步估计了光速。伽利略尝试精确测量光速，不过以失败告终。在19世纪，法国物理学家菲索发明了一套旋转齿轮装置，并用该装置测出光速为31.5万公里每秒，这已经比较接近现代测量值了。而光速的精确测量，则是麦克斯韦方程提出之后的事了。

科学研究表明，真空中的光速是宇宙中最快的速度，每秒钟能够跑30万千米，精确值为299792458米每秒。通常我们所说的光速就是指真空中的光速。

力和运动的关系

真空中基本上空无一物，光在真空中传播，不会遇到阻力，故而可以一直保持这个速度不变，不需要外界维持动力。除非被其他物质吸收，否则将永远以光速运动下去。

这一点在经典力学中就能找到解释。根据牛顿第一定律也就是惯性定律，如果没有外力作用，物体将一直保持静止或者匀速直线运动状态。也就是只要没有阻力，不需要提供动力，物体就能够永远以恒定的速度运动下去。力只能改变物体的运动状态（运动速度或者运动方向）。

当光在介质中传播时，会与介质发生相互作用，速度必然会减慢，而当光脱离介质时，速度又会立马恢复到光速。具体的原理就不细说了。

为啥光子一出生就能跑这么快？

光子和自然界中的其他物质有所不同，光子没有静止质量（物质的内禀质量），就是纯能量的载体。宇宙中的所有物质都处于运动状态，而光子质量为0，自诞生起便只能以光速运动，这是光子的固有属性。因此牛顿第二定律并不适合这个场景。

现代物理学表明，物质之所以具有质量，是因为真空中充满了希格斯场，这些粒子能够通过希格斯机制，与真空中的希格斯场发生作用，继而携带静止质量。科学家此前预言的由希格斯场激发出的希格斯粒子，也已经在高能粒子加速器中找到了。

光子属于传播子，或者传递电磁相互作用，但光子并不会与真空中的希格斯场发生作用，因此光没有静止质量。

根据相对论，任何有质量的物体的速度都不可能达到或者超过光速。对于质量不为0的物体，随着该物体的运动速度不断增加，质量会呈指数式暴涨，接近光速时，质量将会变得无穷大。想要将物体的速度加速到光速，也就需要无穷多的能量，因此物体的运动速度只能无限接近于光速。

不过根据质能方程，可以认为光子拥有动质量。因为光子具有一定能量，可以换算成对应的质量。

热心网友时间：2023-10-13 12:47

因为这是光的基本特征，光一旦产生就会以光速运行，而且只有在光速情况下，才能维持稳定，所以光产生之后就会达到光速。

热心网友时间：2023-10-13 12:47

首先，光速没有从零加速的过程。光从诞生就有光速！换句话说，光的定义本身就包含了光速。当光的速度速低于光速时，光将不复存在。

热心网友时间：2023-10-13 12:48

是因为光是一种波，本质是一些光子聚集而成，所以这些光子的速度就是光的速度。