粒子|宝宝问我光速每秒30万km，那动力是啥瞠目结舌之下我瞬间崩溃

宝宝问我：光速每秒30万km，那动力是啥？瞠目结舌之下我瞬间崩溃。于是私底下赶紧搜索一番，补了补课，整理如下，每一位宝爸宝妈都看看吧，以免遇到“十万个为什么”的孩子后，跟我一样的尴尬呀！

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1、为何光子的速度会是30万千米每秒，而且在真空中用不会变，我估摸着这个爱因斯坦也不知道。这也是为何爱因斯坦仅仅把光速不变原理作为相对论假设的原因。有人说麦克斯韦方程组可以解出来光速是一个常数，但我们要知道，麦克斯韦方程组当时仅仅是描述的电磁波，后来科学家发现电磁波的速度竟然和光速一样，才逐渐意识到电磁波和光本质是一样的。

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2、光由光子组成，光子没有静质量，这才是光速30万千米每秒的秘密。它是一种规范玻色子，只能用来传递相互作用，这里科普一下什么是玻色子，简单来说，我们常见的物质是由费米子构成的，而传递引力、电磁力等基本作用力是以玻色子为媒介的，比如光子、胶子等。那为什么光子没有静质量呢？且来看看狭义相对论中的质增公式，由于光子的运动速度为光速c，所以分母为0，当然学习数学我们知道，分母为0的话，公式失去了意义，为了保证有意义，那么m0（静质量）也为0，此时0/0有意义，因此光子的静质量为0，也就没有静质量。

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光速恰恰很特别，光速不变原理告诉我们，在任何参照系下测量到的速度都是光速本身，也就是说光速是绝对的，比如说，即使你以99%光速飞行，你身上发出的光的速度仍旧是光速，无论在哪个参照系下观察都是如此。所以，光没有静质量，没有静质量的事物只能以光速飞行。从另外一层面分析，物体之所以有静质量，因为会与希格斯场发生作用，而光并不会与希格斯场发生作用。由质增公式可以知道，随着粒子运动速度越快，动质量会增加，以至于逼近光速时，质量趋近于无穷大，对于加速一个质量为无穷大的物体来说，所需要的能量也是无穷大的，这个说不通，因此推导出一切有静质量的物体都不可以达到光速，那作为以光速运动的光子，也就不能具有静质量。从波动性来说的话，光是电磁波，实质是变化的电磁场，电磁场会以光速建立起来，那么电磁波的传播速度应当就是光速。

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3、光子为什么一开始就那么快？没有静止质量是光子的一大特征，我们可以看看常见粒子的速度来和光子对比看看：低速的太阳高能粒子：200-800千米/秒亚光速的中微子流：低于光速0.0006%光速的粒子流：伽马射线，光速第一种来自太阳的高能粒子，主要是氢核和氦核，它的质量是：1.674×10千克，氦核则是它的2-4倍。第二种是高亚光速的中微子，质量最大的τ中微子只有电子1/3.33万，大多数计算的时我们可以将电子质量直接忽略，但中微子质量只有电子的数万分之一！第三种则是光子，它直接就是光速，因为光子没有静止质量！结语：光子没有静止质量，因此穿越整个宇宙时除非撞上别的粒子，否则它的能量不会衰减，因为它不会在希格斯场中获得静质量，这是它保持光速而不衰减的秘密。除非它克服引力场跨越梯度空间，或者被宇宙膨胀拉长距离的空间穿行。好了，今天的这篇文章就到这里了，为了整理这篇文章，小编我也是搞得头昏脑胀的，差点崩溃……