日记:光—物理

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觉得写无可写时,也就什么都不用考虑,想到什么就写什么。简直是我写作的最高境界了。天马行空,胡思乱想,不在意文笔,不理会世俗。

比如:

      光是种很奇特的物质,对于它的神秘我很感兴趣。遗憾的是我不是什么Dr.某某,我所了解到的光,仅仅是从别人的学术论文上了解而来。尽管如此我还是被我所了解到的它深深吸引。

      光,速速很快,在宏观世界目前没有什么东西的速度能超越它。微观世界就不一定,至少我们现在知道,微观中,电子这样的、一些微观粒子的移动速度是用等同于光速来衡量的。

      它即是一种波,又是一种粒子。它能像波一样在介质中传播,具有波的特性,同时它也有粒子的特性,能量级等等。

      根据爱因斯坦的相对论,现实世界中不可能存在着移动速度能超越光速的东西。为什么呢?

      牛顿给了我们力学三大定律,终结了之前时代认为物体本是匀速运动、两个质量不同的物体从高处落下,质量大的下落的速度快等这样一些观点。他指出,物体本来的状态是静止的,只有受到外力的作用,物体的运动状态才会被改变。物体会从高处落下是重力的原因,这里的重力其实就是引力,就是据说牛顿通过一个落下的苹果砸到头带来的灵感而研究出来的科学理论:具有质量的两个物体之前一定会存在着引力,引力的大小与物体的质量成正比,与距离成反比。

      平常的生活中,我们感受不到来自其他普通物体带给我的引力,只能感受到地球给我们的地心引力,是因为我们生活中的物体质量太小,以至于这种引力小到可以忽略不计。而地球的质量就很大了,所以我们能很明显的感受到地球给我的引力。

      两个质量不同物同时体从高处落下,谁的下落速度快?在很久以前,这是个有趣的问题。很显然根据引力定律质量较大的物体将会受到更大引力,那是不是质量大的就会下落得快呢,并不是,除了考虑重力大小的问题,我们还需要应用一下牛顿的物体运动定律,物体要改变运动状态,从高处静止状态开始往下面落,提供这个改变其状态的力就是地球对物体的引力,但是物体的运动速度的改变量跟力大小和物体的质量相关,质量大的物体要想获得较大的移动速度就必须要比较大的力。所以在两个物体下落的过程中,大的物体具有大的质量恰好抵消了大的引力,这样一来,不管物体的质量相差多少,他们从高处落下的速度是一致的,当然需要排除空气阻力等等这样一些外界因素。

      可想而知一个平常的物体想要达到光一样的速度,那得需要多大的能量才能满足。基本上是很难有这样的能量足够让一个物体维持光速运动的。

而光自己却能很轻松的做到。

      另一方面,爱因斯坦有个著名的质能方程,E=mc^2;  E是物体的能量,m是物体的质量,c是光速。从这个式子可以看出,光速c是一个不变的量,能量就会和质量是成等价正比,能量越大,质量就会越大。换而言之,一个物体在运动,运动得越快质量就会越大。这个理论在我们日常生活中好像并不正确,我们所知的物体质量不会因为运动而增加。事实上,这是因为在我们的平常生活所见的物体运动速度太慢,相对于光速的平方来说,可以小到忽略。计算表明以10%的光速运动的物体质量才增加了0.5%,平时我们能见到一秒钟跑30000公里的速度吗。如果一个物体运动达到光速,那么他的质量将会无限大,这样会发生什么,谁都不知道。当然没有内禀质量的东西可以做到,比如光它自己,或者其他电磁波。

      光还有一些,浪漫,有人认为,达到光速甚至会超脱时空的限制(时空,是时间和空间的结合,像一把尺子,用来刻量物体的存在意义)。有一颗星星,从它出生那天起,它就发光了,它的光一直向着远方伸延。一百多亿年后,它老去,光芒暗淡慢慢泯灭,最后不再发光。而它发出去的光经过了几百亿年的传播来到了地球,人们看到了它,那么明亮,却不知道看到的只是百亿年前的它。光,就像穿越时空一般的存在。也许在未来某一天,我们的科学能实现与光并驾齐驱,遨游宇宙。

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