请问光在不同的介质中传播会改变方向是受到什么力?因为改变物体运动状态是需要力的。
光确实是一种物质。改变方向确实也是运动状态改变的一种形式。光在不同的介质中传播改变方向的那一刻受到力是一种电磁性质的力,这种力是带电粒子(主要就是介质原子的外层电子)在吸收光子、稍后又发射出同频光子(可见光波段,康普顿效应极其微弱,频率的改变可忽略不计)时表现出来的。
其实,在微观世界基本上已不再使用“力”这个概念,代之以“交换量子”这个概念。我们通常所说的电力或磁力,实质上就是电荷之间交换虚光子的结果(所谓虚,是说这种光子是凭空产生,又迅速消失的,只要在不确定原理允许的范围内,这种过程就可以发生)。你的问题中,是真实的光子与带电粒子的直接作用,不是通常意义上的电磁力,但它显然是电磁性质的力。因为凡是有光子(不论虚还是实)参与其中的过程,必然伴随着电磁性质的力。可以说,电磁力的本质就是光子被电荷“吞吞吐吐”!
在不同介质的界面处,两边介质中电子吞后又吐出光子的时间间隔不同,造成光波在两种介质中的表观速度有不同(注意,光子的速度总是真空中的光速,正是被电子吞掉时停滞了片刻,才造成总体的光波的速度有所降低)。作图画出波前,可知,为了不同时刻抵达界面的光子在进入另一介质中仍能保持束状(即仍保持为一束光,而不是散开),整个光束必然偏离原来的方向。这就意味着,电子在吐出光子时的发射方向与它吸收光子时光子的入射方向是有偏离的,这种偏离就表现为一种作用于光子的力;反过来,光在折射时,也给电子(从而也就给电子所在的原子)一个反作用力。有一种抓取细小透明物体(比如一个细胞)的先进方法叫做“光镊”,正是利用折射时的反作用力,使用激光来镊取小物体。
呵呵,宏观的说的话,楼主问的问题就是爱因斯坦晚年没有统一的四大力学的问题,所以,这个问题比较深奥(到最后他才统一三种力,看了解释整个宇宙的大统一方程式还是遥遥无期啊,呵呵)
首先,有质量的物体间便会产生引力,或万有引力,但在宏观中和微观中,表现出来的形式和大小有着天壤之别。
其次,便是磁场,磁力线,或者说是磁物质波,叫法各不一样但宏观上指的是同种事物,具体是怎么产生的,从目前角度来看是微观粒子运动产生(如果有其他理论,可能鄙人还未了解到吧,呵呵)
然后就是光,光波,光子,也是同样的,我们一般说的光为可见光,在一个频率范围内肉眼可见,具有波粒二象性(参照波粒二象性实验)
最后,就是电磁波,这个太广泛了,频率带宽很宽,凡是不属于物质波的那些电磁流都是电磁波。
我们生活的环境就是地球磁场内部,宇宙是不是个大磁场现在的理论无法证实。
光的本质上面也说了,是一定频率范围内的电磁波,它能够传播主要看源头能量的多少。
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