Импулс на фотон

Наскоро преподавах физика в Калифорния. Влязох в клас и попитах дали искат да чуят една шега от физиката. И те се съгласиха. Светлината има ли маса? "Не знам, има ли?" Не, не ѝ е нужна, защото не се храни. "О, човече. Трябваше да отида на плажа днес. Наистина ли? Скучно. Но чакай, светлината всъщност има ли маса? Трябва да има. Има импулс, така че трябва да има маса." Има импулс, така че трябва да има маса." О, хей, всички да се успокоят. Най-лошата част от всичко това не беше, че шегата ми не сполучи, а че успях да объркам хората като я разказах. Учениците ми бяха прочели, че светлината има импулс и бяха прави – светлината наистина има импулс. А после идвам в клас и им казвам, че светлината няма маса. Сега учениците ми си мислят: "Ама, човек, P = mv." С други думи, ако импулсът е равен на масата по скоростта, как може светлината, която няма маса, да има импулс? И трябваше да кажа на учениците ми, че р = mv всъщност не е точно за неща, които се движат със скорост близка до тази на светлината. За неща, които се движат толкова бързо, трябва да използваш специалната теория на относителността. Не искам да губя много време да говоря за специалната теория на относителността в това видео, така че просто ще трябва да ми повярваш, че правилата на специалната теория на относителността позволяват тази "вратичка". Тази "вратичка" предоставя начин на безмасовите обекти да имат импулс. Лошите новини са, че не можем да използваме р = mv, за да намерим импулса на един фотон. Добрите новини са, че формулата за импулса на един фотон е проста. Импулсът на един фотон е равен на h върху ламбда. h е константата на Планк, 6,626*10^34 джаул секунди. Ламбда е дължината на вълната на светлината в метри. Внимавай, не използвай нанометри, трябва да преобразуваш в метри. Импулсът на един фотон ще е изключително малък, затова не изглежда да ни прилага сила, когато светлината ни освети, но теоретично, ако имаш достатъчно голямо слънчево платно, светлината, отскачаща от това слънчево платно, може да я "изстреля" напред поради импулса на силата, предаден от импулса на светлината. Накратко, никога не трябва да използваш р = mv, за да намериш импулса на един фотон. За да намериш импулса на един фотон, винаги трябва да използваш, че импулсът е равен на h върху ламбда.