Почему у света есть давление? Ведь фотон не имеет массы.

179
2
0
29 мая
07:58
май
2016

Можно с двух сторон подойти к вопросу. 

1. С классической точки зрения, свет - это электромагнитная волна. Электромагнитная волна имеет плотность энергии по размерности совпадающую с давлением. Она равна B²/4π (в СГС), где B - амплитуда колебания магнитного поля (или электрического, не важно). Если посчитать взаимодействие какого-то вещества с электромагнитной волной, которая на неё падает, то получится эффективное давление численно равное именно этому значению.

2. С другой стороны, с квантовой точки зрения у фотона есть импульс p = E/c. При взаимодействии с веществом, например при рассеянии или поглощении фотона, этот импульс меняется* за какое-то конкретное время Δt. Изменение импульса Δp за время Δt даёт нам силу F = Δp/Δt, а если есть поток фотонов на единицу площади S, то есть суммарная сила всех фотонов на единицу площади ΣF / S**, что и есть давление P = ΣF / S.

* Например, если импульс p меняется на противоположный -p, то Δp = 2p.

** ΣF - это суммарная сила всех фотонов.

2
0
май
2016

Массы нет только у "стоячего" фотона. Но стоячие фотоны - это совсем уж экзотика, вроде каких-нибудь конденсатов Бозе-Эйнштейна. Если же фотон движется, то масса у него вполне есть и зависит она от его энергии: 

E = mc^2

m = E\c^2

m = h\(c*L) L - длина волны

Игорь КоскинОтвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
2
5
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта