山东科协每日科普什么！影子真有超能力，能减轻物体重量？

我们都听过“如影随形”“形影不离”这些词语，那么，像“尾巴”一样跟随我们的影子是不是也像动物的尾巴一样具有重量呢?　　

想要回答这个问题，首先要了解影子是什么。影子是一种光学现象，光在均匀介质中沿直线传播，当光遇到不透明的物体时，便会产生投影，也就是我们所说的影子。既然影子是一种现象，那么影子自然就没有重量了。但是，科学家们发现了一个有趣的事实，当影子投射在一个物体上时，会使这个物体的重量减轻。这是为什么呢?

影子会减轻物体重量吗？

根据量子力学的理论，光能够携带一定的动量和能量。在真空中，光的动量大小与能量大小成正比。当光照到某个物体上时，这个物体会吸收或者反射光，这个过程使得光的动量发生改变，进而改变光的能量。因此，当物体被光照射时，物体会受到光的力，我们将这种力称为光压。可以说，我们在沐浴阳光的同时，也在承受阳光给我们的压力，只不过这个压力的大小可以忽略不计。　　

关于被影子投射的物体重量减轻的问题，我们可以这样理解：当A物体上投射了B物体的影子时，说明本应照在A物体上的光被B物体挡住了，而B物体为A物体承受了一部分来自光的重量，因此A物体的重量变轻了。但是，正如我们在一般条件下很难感受到光压一样，A物体减轻的重量也是微乎其微的。

研究光子推力的意义

　　那么研究光子推力到底有什么意义呢？毕竟就算是大幅度的太阳光子对地球产生的推力也完全可以忽略不计。其实是有意义的，对宇宙探测器的飞行以及人类关于太阳帆的设计都是有着重要意义的。

　　其一，发射宇宙探测器到太空中，除了要考虑宇宙射线对探测器的影响，也有考虑光推动效应的影响。在宇宙中，电磁波辐射的增强会使得光子的推动效应更加明显，而这对于宇宙探测器的飞行有着很大的影响，一旦光压过强，那么探测器的飞行就会偏离原来的轨道，导致探测器不能够准确到达预定地点。　　

其二，光子推力效应是太阳帆的主要动力，事实上太阳帆是一种借助光压来前进的宇宙航天器，主要是借助其表面的薄膜光帆来反射太阳光达到前进的目的。　　

科学家们认为，太阳帆很有希望成为在太阳系外遨游的航天器，其在小行星探测、太阳极地探测及空间碎片清除等方面均有广阔的前景。或许未来我们会看到，在浩瀚的宇宙中，一架乘光而行的探测器向着无垠的深邃坚定地前行。

来源：新华科普

编辑：魏晓丽

审校：高淑青