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光的速度那么快，它的能量来自于哪里？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

光的速度那么快，它的能量来自于哪里？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

非常感谢头条小伙伴贡献的话题。

先砸答案，光沿着测地线运动不需要消耗能量，光在引力场中通过红移和蓝移来释放和转化能量，但光速不变。

首先，需要明白什么是能量

能量这个词最初是从牛顿力学中研究做功的时候定义出来的。功就是一个物体在力的作用下发生了一段位移，是这个力与位移的叉积叫做功。能量是在功的基础之上，对物体潜在的做功能力的一种评价。

我们说光是有能量的，也就是说，光有能力让物质在其力的作用下产生位移，其实验证据就是光电效应实验。光照射在锌版上，能够加速电子的运动，速度快到电子可以脱离锌原子的电场束缚跑出来。

光的能量大小用hν来计算，其中h是普朗克常数，ν是光的频率。频率是一个离散量，所以说光是具有量子特性，其能量是一份一份的。

其次，物质具有保持其原有运动状态的能力

物质运动，如果没有外部力的影响，不会改变自身的运动状态，将保持静止或者是匀速直线运动，这就是著名的惯性定律。

从相对的时空观来看，光走过的路线是最短路线（测地线），光沿着这个路径运动是不需要消耗能量的。这一点，对于其它天体也是如此，同样地球沿着自己的轨道围绕太阳公转，也是走的测地线，同样不需要消耗能量。

第三，光通过频率降低（波长变长）来保持自己的运动状态

光在运动过程中同样会受到引力的作用，克服引力运动就需要做功，其能量来源是来自自身频率降低，也就是波长变长。这就是我们在观察恒星光谱的时候普遍存在的引力红移现象。

同样，太阳发出来的光线到达地球也会发生引力红移，从地球发出的光射向太空同样会发生引力红移，引力红移的大小与引力大小有关。

我们可以说光速不变，但是光通过释放了hΔν的能量克服了引力做功。在黑洞视界面之内，由于引力足够大，所以到达黑洞视界面的光的频率趋近于零，所以光就消失了，或者说是跑不出来了。

结束语

亲爱的小伙伴们，不知道大家看完上面的回答“是不是对光跑那么快，其能量来自哪里？”这个问题已经明确了呢？运动状态和能量消耗之间没有必然的关系，如果我们能够很深刻地理解惯性定律，那么这个问题其实也就迎刃而解了，因为物质保持其原来的运动状态就是其基本属性。

小伙伴们您对于这个问题还有什么其它看法吗？欢迎在下面的评论区留言参与，很期待看到您独树一帜的见解。

回答于 2019-09-11 08:43:50

磁共振！引力波与量子变化！天地本无极，人物丛中衡！水火木金土，阴阳月日熔！

回答于 2019-09-11 08:43:50

首先来了解一下什么是光？光是一种电磁波，实质是变化的电磁场作用，电磁场通常是以光速建立起来电磁波，那么电磁波的传播速度应当就是光速；如果从粒子性来看它的话，光是由光子组成的，光子没有静质量，它是一种规范玻色子，只能用来传递量子作用，这里科普一下什么是玻色子，一般来说，我们日常看到的物质是由费米子组成的，而传递引力、电磁力等介质作用力是以玻色子为传播载体的，比如光子、胶子等微粒子。那么为什么光子没有静态质量呢？那么光的动力源来自哪里呢？

根据爱因斯坦的定律：光子是电磁辐射所产生的量子,传播的电磁相互作用的规范微小粒子,记为γ.其静止质量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,E=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是 玻色子 在真空中光子的速度为光速,能量 和 动量 p之间关系为p=E/c； 相对论力学中静质量为m0的粒子的能量动量关系为E^2=(pc)^2+(m0c^2)^2.粒子和其反粒子的湮灭过程必然产生至少两个光子.原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统形成的光子电发动机量为零,由于能力守恒定律 ,产生的光子的总动量也必须为零；由于单个光子总具有不为零的大小为的动量,系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零.产生光子的频率,即它们的能量,则由能量-动量守恒定律 （量子力学守恒定律 ）决定.而从能量-动量守恒可知,粒子和反粒子湮灭的逆过程,即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生 。

在微观世界中，构成物质的分子与原子周围都是电子，这些电子在获得催动的外部能量之后形成的动力源飞行；比如说给我们的物体加热，这个时候就获得了能量的电子会向四周靠拢导热，在这个加热过程中会有多余的能量被释放了出来，于是就形成了我们所看见的光，有质量的物质由于违反量子力学能力守恒定律没有办法将这些多余的能量完全转化为动能，无法达到光速所需要的速度，而光速由于没有静止质量，因此可以将这些能量没有损失的转化为动能，这样就能够实现恒定的光速运行。






回答于 2019-09-11 08:43:50

1676年，丹麦天文学家O.C.罗默利用木星卫星的星蚀时间变化证实光是以有限速度传播的。1727年，英国天文学家J.布拉得雷利用恒星光行差现象估算出光速值为c=303000千米/秒。

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

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