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光是如何产生的,它是以什么为动力而让自己以光速运动并保持光速的?

2018-07-03  娃哈哈glo...

光是这个世界上一种独特的东西,因为它代表了这个世界的速度极限。任何物质都无法实现光速,除了光本身以外。这是为什么呢?因为根据相对论的计算公式,当一个有质量的物体做加速运动的时候,它的质量是会随之增加的,速度越快,质量就越大,所需要的能量就越多。而要想将一个有质量的物体加速到光速,不论这个物体的静止质量是多少,所需要的能量都是无穷大的,而如果它达到了光速,那么它的质量也会变为无穷大。我们并没有无穷多的能源,物体的质量也不可能变为无穷大,所以有质量的物体无法实现光速。

而光本身就不一样了,光是没有质量的。那么你可能有一个疑问,光虽然是没有质量的,但是光是靠什么加速到光速的呢?这是一个有趣的问题。其实光并没有进行过加速运动,光从一诞生开始就是以光速运动的,而且永远也不会停下来。要理解这一点,需要你对于光的产生有一个基本的认识。光是如何诞生的呢?只要打开手电筒就可以了。当然不会是这么简单。光的本质实际上就是一种电磁波。而这种电磁波又是如何产生的呢?简单来讲是由原子核的核外电子从激发态跃升至基态的过程中释放出来的。

而原子核的激发态又是因为原子核的核外电子吸收能量之后跃迁而形成的。这一系列反应所产生的可见电磁波就是我们通常所说的光。那么光的本质是什么呢?光是一种非常独特的存在,初中物理我们就已经学过了,光是具有波粒二象性的,也就是说光即是一种电磁波,同时也是一种粒子。如果你觉得这有些不好理解,那么我们可以从另外一个理论角度来说明光为什么是光速的。这里我们就要用到伟大的科学家爱因斯坦所描述的质能方程了。爱因斯坦的质能方程很好的表明了质量、能量和速度之间的关系。

E=mc²,我们都知道这个公式。E表示能量,而m表示质量,至于c就是我们所说的光速了。仔细观察质量方程,你会发现一个事情,如果一个物质的质量为0,而它的速度却不为光速,会怎么样呢?方程就不成立了,也就是说这种物质是不存在的。你可以不是光速,但必须要有质量。而如果你没有质量,那么速度就一定是光速。而我们都知道,光子显然是没有质量的,所以在光子产生的那一刻,它就必然拥有了光速,只有这样,才是唯一的可能。所以光并不需要进行加速,它只要一诞生,就必然是光速的,而且永不停息。

我们必须要感谢这些伟大的科学家们,是他们一步一步以天才的视角带领我们从根本上去认识这个世界。早在牛顿的时代,牛顿告诉我们物体的质量是恒定的。直到我们跨入了爱因斯坦的世界才明白,质量并不是恒定的,唯一恒定的只有光速,对于任何参考系而言光速不变。而通过质能方程,我们又知道了既然光速不变,那么运动的物体质量就一定会发生变化。以前我们也认为时间是不变的,而现在我们也知道了时间也是相对而言的。不知道未来的科学发展还会颠覆哪些我们对这个世界的固有认识呢?

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