Si la luz tiene masa, ¿por qué no ejerce fuerza sobre una partícula muy pequeña?

La masa restante de fotones es cero. Aún así, la luz tiene su propio campo gravitacional debido a su energía e impulso. Pero es muy muy débil. En la superficie de la Tierra, cuando la luz del sol la golpea, cada pulgada cuadrada se empuja con una fuerza de aproximadamente la mitad de una billonésima parte de un kilogramo. Este efecto es insignificante. Pero si consideramos un área de superficie grande, podemos observar el efecto. Por ejemplo, en un día soleado, la ciudad de Chicago pesa 140 kilogramos más de lo que pesa por la noche. Es solo porque la luz del sol ejerce una fuerza sobre toda la ciudad.

En el espacio exterior, este efecto aumenta porque el viento solar no es filtrado por la atmósfera terrestre o el campo magnético. Una nave espacial que viajaba de la Tierra a Marte sería empujada por la luz 1000 km fuera de curso. Entonces, los científicos también deben considerar estas cosas antes de lanzar algo al espacio. Y por la misma razón, la cola de un cometa siempre apunta lejos del Sol. Las pequeñas partículas dispersadas por un cometa están siendo empujadas por la luz proveniente del Sol.

Ya hemos creado cosas que pueden navegar con luz. Estas son velas solares reflectantes gigantes que son navegadas por la luz del sol, al igual que un barco navega por el viento. A continuación se muestran imágenes de estas velas solares.

La luz ejerce fuerza sobre partículas muy pequeñas. De hecho, el enfriamiento por láser explota esta propiedad. Si un átomo viaja hacia un rayo láser y absorbe un fotón del láser, se ralentizará por el hecho de que el ohoton tiene un impulso p = E / c = h / λ. Si tomamos un átomo de sodio como ejemplo, y suponemos que varios átomos de sodio se mueven libremente en una cámara de vacío a 300K, la velocidad eficaz de un átomo de sodio desde la distribución de velocidad de Maxwell sería de aproximadamente 570 m / s. Entonces, si un láser se sintoniza justo debajo de una de las líneas d de sodio (589.0 y 589.6 nm, aproximadamente 2.1 eV), un átomo de sodio que viaja hacia el láser y absorbe un fotón láser tendría su impulso reducido por la cantidad de impulso de El fotón. Se necesitaría una gran cantidad de tales absorciones para enfriar los átomos de sodio a cerca de 0K, ya que una absorción ralentizaría un átomo de sodio en solo unos 3 cm / s a ​​una velocidad de 570 m / s. Una proyección recta requiere casi 20,000 fotones para reducir el momento del átomo de sodio a cero. El cambio en la velocidad de la absorción de un fotón se puede calcular a partir de

Δp / p = pphoton / mv = Δv / v
Δv = pphoton / m

Parecen muchos fotones, pero según Chu, un láser puede inducir del orden de 107 absorciones por segundo para que un átomo pueda detenerse en cuestión de milisegundos.

La luz tiene mas s relativistas de acuerdo con el famoso eqn E = mc ^ 2 de Einstein.
De hecho, la luz ejerce una fuerza mecánica sobre cualquier objeto que se encuentre en su camino. Le sugiero que lea sobre el molino de luz o el radiómetro de Crookes en Wikipedia para obtener una forma básica de demostrarlo prácticamente.

¡Lo hace! Busque “Pinzas ópticas”: son una excelente aplicación de la fuerza de la luz sobre partículas pequeñas.

También solo para aclarar, la luz no tiene masa en reposo, pero puede transportar impulso (cuyo cambio aplica la fuerza).

Kk, dejo una cosa clara: la luz tiene masa, nunca es cero, la consideramos cero porque es demasiado pequeña. La luz tiene gravedad e incluso atraída por la gravedad, este fenómeno se llama lente de gravedad, ejerce fuerza sobre partículas, pero es demasiado pequeño para mover una partícula, pero si la fuerza es suficiente, puede moverla.

La luz ejerce fuerza sobre una partícula. Para más detalles, consulte efecto fotoeléctrico y efecto compton.