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光能否用来移动或搬运物体？为什么？

物体,动量,光压光能否用来移动或搬运物体？为什么？

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 牛顿的三棱镜实验告诉我们，白光被三棱镜折射后，会被分解成依序排列的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的连续光谱。
可见光是电磁波大家庭里面的一员。

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

能。光本身就是物质，而不是纯能量，宇宙中除使宇宙本身膨胀的暗能量外，并没有离开物质而单独存在的纯能量，由爱因斯坦质能方程可知，一个光子所蕴含的能量是E=mcc，它的动能为E的一半，而其它物体的动能都小于这个数值，这就是把光称为光能的原因。我们知道，当太阳光照射到我们身上时，我们会感到热，说明光把光能传递到人身上了，但是正如上面所说的那样，光能并不是纯能量，光照射到人身上，是光这种物质形态转化为其它的物质形态了，从而实现了物质的传递，也就是说，光的光速运动，实际上是物质的远距离、高速传递（移动）。同样，当一束光在太空中没有遇到其它天体时，经过几亿年（由于光速运行下时间是静止的，所以对于光本身来说是瞬间）的时间（相对于太阳的时间），若再碰到天体，就把光能（实际上是物质）传递给这个天体了。（首）

回答于 2019-09-11 08:43:50

如果光不通过转化而直接搬运物体那可真是人间的梦之蓝。航空就更美了。因为可以直接用光帆。继续探讨吧！谢谢组织的遨请！

回答于 2019-09-11 08:43:50

有一个笑话描绘了一个情景：一个人在夜晚打开了手电筒，出现了一条光柱。一个人对另一个人说：“顺着这根柱子爬上去”。另一个不爬，说：“我若是爬上去，你一关手电筒我就掉下来了。”

笑话归笑话，若是较真一点，光柱还真的能够托起或移动物体。因为光有粒子性，光子有动量，打到物体上会产生光压，依靠光压可以推动着物体运动。

还记得霍金生前那个雄心勃勃的梦想吗？霍金要用光帆飞船探索4光年以外的半人马座阿尔法星，霍金设想的就是用强大的激光将携带巨大光帆的袖珍飞船加速到光速的五分之一，这样在人的生命年限里就可以收到飞船发来的半人马座阿尔法星的信息。霍金设想的飞行速度能够达到光速五分之一的飞船还没有研发出来，不过同样原理的飞船已经进入过太空。

利用光压除了可以设计制造光帆飞船，还有一种非常有效的工具也投入到使用中，那就是光镊。常用的机械镊子可以夹住细小的物体，在实验中或维修中经常借助机械镊子进行一些基本的操作。当人的研究深入到只有几十微米甚至几十纳米、几个纳米的大分子领域时，人们需要有一把更精巧的镊子，光镊就可以做到和机械镊子具有相似的操控性，甚至还有其他方面的优势。

光镊可以对物体进行操控，并且这种操控是非接触式的，不容易对被操作物体造成机械损伤。在单细胞单分子研究领域中，光镊已发挥了非常大的优势，可以切开细胞壁操作里面的细胞器。甚至可以利用细胞膜的透明性，不用打开细胞膜也可以直接操作细胞器。

至于操作人这么大的物体，或者把人放在光柱上从这个位置移到另一个位置，目前人类还没有这种能力。不过这种设想并不违背已知的科学原理，或许以后会有这么大功率的光镊。

回答于 2019-09-11 08:43:50

光可以用来搬运物体，这就是2018年诺贝尔物理学奖的内容。

这种用光来移动物体的叫做光镊技术。我们都知道光是具有动量的。当光经过介质的时候，会发生折射现象。光镊技术就是利用光的折射过程中所蕴含的动量守恒来促使物体运动的，具体原理如下。

（图片来自网络，如有侵权将删除）

如上图左图所示，红色表示入射光，经过折射后射出，深蓝色表示出射光（这是矢量，所以把起点移到一起了），折射后光的动量发生改变了。根据矢量三角形，那么光的动量的改变值就是蓝色箭头所示。

我们再看上图右边的图，光束经过一个小物体，然后发生折射。根据上面的分析，光束动量会有一个改变。这个过程中，只有光束和小物体相互作用。根据动量守恒原理，光和小物体所组成的系统动量应该守恒。光束的动量改变了，那么小物体的动量必须改变，并且大小相等，方向相反。光受到的动量改变是左边的蓝色箭头所示，那么小物体动量的改变必然是与之相反。即小物体有一个向右的动量。所以小物体会受到一个向右的力，力的方向是绿色箭头，所以小物体会有轻微的向右运动。

同理，在上图右图中，如果光束是从小物体的左半边入射进来的，光束会向右折射。于是一样的分析，小物体会轻微的向左运动。

仔细观察上图右图中，我们之前分析到小物体会受到一个绿色箭头方向的力，这个力不仅是向右，还有一点轻微向下。如果我们在小物体的左右两边各打上一束光。左边这束光会向左，同时也有一点轻微向下。左右两束光共同作用，时物体向左向右的力会抵消。只留下小物体向下运动的效果。

以上是两束光打过来的效果，小物体让光束汇聚，所形成的效果。如果我们用一束光，在小物体的作用下发散，根据上面的矢量分析，我们发现可以实现小物体向上运动，具体不表，有兴趣的朋友可以自己分析。

以上是具体分析，如果我们总结一下，我们会发现，光束会形成一个焦点，小物体会始终向光束焦点处运动。所以我们就实现了利用光束把小物体往各个方向移动的目的。

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