手電筒燈光射出去會不會有我們感覺不到的後坐力？

慧眼看日常2019-06-13 12:59:28

我感覺根據牛頓的相對論，應該是有後坐力，只是很小很小，所以感覺不到。

麥克拉倫公爵2019-06-04 14:04:14

首先，要明白光線是什麼，如果目前人類文明的科學樹技能沒有點歪的話，認為光線是電磁波的一種，既然是波，那就有震動頻率，不同的頻率有不同的性質，人眼可見光是光線震動頻率之中很小的一段範圍，高於或者低於這段頻率的人眼都看不到。按照頻率從高到低排序為γ射線、紫外線、可見光、紅外線。

其次，光線是如何產生的。眾所周知原子由原子核和帶電電子構成，電子圍繞原子核運動，這個電子運動是有軌道的，類似行星軌道。當原子收到外來能量後，原子會加快運動速度。原子速度加快的宏觀表現是溫度上升，同時原子裡的環繞電子也會吸收能量並擴大運動軌道到達高一級的軌道，科學上的稱呼叫做電子躍遷，電子躍遷的同時會釋放出光子，光子攜帶能量。需要注意的是激發光子不僅僅只有從低軌道向高軌道躍遷一種方法，只要原子吸收能量致使電子離開原來的穩定軌道發生躍遷，都會發射光子。電子從穩定軌道向低軌道躍遷也會發射光子，即生活中常見的熒光燈，溫度並不高。

第三，明白了光子如何產生，就知道光子是攜帶能量的，那怕是手電筒電池的能量也是能量。早在1619年，天文學家開普勒就曾用太陽光的壓力解釋彗星的尾巴為什麼揹著太陽。200多年後，麥克斯韋由電磁理論算出：光正入射到黑體（完全吸收光的物體）上所產生的壓強為：光壓p=S/c，式中S為光的坡印廷向量的值，c為光速。由此得出，太陽光正入射到地面黑體上的光壓為p=5×10－6牛/米2。要觀察光壓，一般是觀察光對懸掛在真空中薄片的壓力。但容器中的殘存氣體分子在光照的薄片表面處熱能較大，也會對薄片有一壓力，這種效應稱輻射計效應。1901年，P。列別捷夫成功地消除了輻射計效應，用實驗證明了光壓的存在，他測出太陽光壓的值與麥克斯韋的計算結果符合！（太佩服這些科學家了，想想那時我們還在明清時期就一陣的難過，這是題外話）

光子作用到物體表面既然是有光壓，那光子本身存不存在動量呢？2018年發表在《自然通訊》上的論文，實驗驗證了150年前麥克斯韋的猜測，光是有動量的。宏觀物理理論和微觀量子物理理論是有部分的重合，動量是其中之一，動量在宏觀物理中是作用力與反作用力的必要條件。

最後回到問題的本身，手電筒射出的光線存在無法感受的後坐力嗎？答案是由於光壓和動量的確認，這個力是存在的，嚴謹的說作用力來源於手電筒內的反射罩杯受到的光壓，具體數值很難測量，因為太小了，但不能用後坐力反作用力這種宏觀物理中的名詞來命名和解釋，原因在如下。

這個力是燈珠形成的光線中照射反射罩杯的部分才會有，至於不經反射直接射出的光線會不會對發射源（燈珠本身）形成壓力，還有待研究。比如說現在提到的無工質發動機，依靠所發射的輻射形成反作用力，都是經過一道反射步奏才形成反作用力。是不是很奇怪，發射出去的光線對照射物有光壓，但對發光源本身有沒有壓力不能確定還需要理論研究和實踐觀察，而這就是微觀量子物理研究的內容，有待後來者來破解這個謎題。