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为什么光子以光速击中人体,人却一点事都没有?

 成靖 2019-10-13

光以光速照射到人身上为什么没有对人造成伤害呢?显然这个问答强调的重点是以光速照射,也就是说光子是不是带有很大的动量给人造成伤害呢?

光的动量

光速可以达到3*10^8m/s,很显然一个普通的物体这么大的速度撞击到另一个物体瞬间就会产生巨大的冲击能量,但是光却没有。我们知道,光具有波粒二象性,对于每一个光子是没有静止质量的,但是光始终呈现的都是在相对运动的状态,那么光的动质量其实也是微乎其微的。我们可以简单尝试计算一下光子的动量,根据爱因斯坦质能联系方程E=mc^2结合光子能量E=hν得mc^2=hν,所以m=hν/c^2,p=mc=hν/c=h/λ,其中 v为光的频率,h为普朗克常数 ,c为光速。

热转化

但是,自然光虽然不能带有大的动量“撞”伤人,但是当单位面积的光的量比较大的时候,光子照射到人的皮肤上会灼伤人。因为大量的光子被皮肤吸收进而转化成了热量,当光量较少时我们只会觉得有暖洋洋的感觉,光量较大时就可以使人体组织分解。小时候总会玩这样的游戏,我们拿着一个放大镜在阳光下,拿放大镜的焦点追着一个小蚂蚁,小蚂蚁瞬间就被烧糊了,这是因为放大镜会汇聚光造成单位面积的光子量很大,从而光子的能量会很多足以造成人的皮肤被灼伤。

电磁辐射的伤害

另外光是一种电磁波,由于人类进化的原因,我们用眼睛可以看得见波长大约为400-700nm之间的电磁波。在不同波段的情况下的电磁波我们用肉眼是看不见的,比如比可见光波长短的伽马射线,x射线,紫外线等等,比可见光波长长的红外线,各种通信信号波等等。对于比可见光波波长短的电磁波往往会对人类造成严重的伤害,我们把这种伤害叫做电磁辐射,当然任何电磁波都有辐射。

辐射一般分为电离辐射与非电离辐射,像波长较短的波往往会对人体造成电离辐射,这些电磁波能量都比较高,比如核反应会放射出大量的核辐射,会造成人类及动物得癌症,基因变异等等疾病。但是辐射并不是一无是处的,现在人类会使用x射线拍摄人体内部的影响从而帮助人类找到疾病的病灶所处的位置,但是需要注意的是x射线的剂量必须控制的比较精准才行。

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