早在17世紀初，天文學家開普勒就曾用太Sunny的壓力解釋彗星的尾巴為什麼揹著太陽。

到19世紀中葉，麥克斯韋由電磁理論算出：光正入射到黑體（完全吸收光的物體）上所產生的壓強為：p=S/c

公式中S為光的坡印廷向量的值，c為光速。由此得出，太Sunny正入射到地面黑體上的光壓為p=5×10－6牛/米2。要觀察光壓，一般是觀察光對懸掛在真空中薄片的壓力。但容器中的殘存氣體分子在光照的薄片表面處熱能較大，也會對薄片有一壓力，這種效應稱輻射計效應。1901年，P.列別捷夫成功地消除了輻射計效應，用實驗證明了光壓的存在，他測出太Sunny壓的值與麥克斯韋的計算結果符合。

光照射在物體上，把動量傳遞給物體，表現為光壓。這個光壓的大小與光的動量密度、表面的反射係數以及入射角有關。當光垂直照射於完全吸收的物體上，表面所受光壓強即等於p。當光垂直照射於一個完全反射面時，光壓等於2p。也可從光子具有動量出發得到相同的結果。

由此得出，(2-ε)J=p·c，其中ε為表面輻入係數,J為黑體輻入度，p為光壓強（向量），c為光速（向量）。該公式由黑體輻射、衝量定理及狹義相對論得出。

根據量子力學，光是由光子組成的，每個光子的能量是hν，動量是h/λ。

這裡h是普朗克常數，它是個很小很小的量：

換句話說這是為什麼我們在平時很難感受到光是粒子的原因。我們日常生活中感受到的光的光強都很大，對應的是一束數密度很大的光子束。

鑑於光子有動量p，假設一束光子照射到一面牆壁上，假設光子被牆壁反射，反射後光子的動量是-p，那麼每個光子給牆壁傳遞的動量就是2p=2h/λ，這是為什麼會有光壓的物理原因。

考慮時間Δt，這段時間光傳播的距離是cΔt，假設光束的截面積是A，Δt時間裡有ncΔtA個光子被反射，這裡n是光子的數密度，即單位體積光子的個數。

假設我們用的光具有相同的波長（動量），Δt時間裡光傳遞給牆壁的總動量是：ΔP=2hncΔtA/λ

根據衝量定理（衝量I等於動量的改變）：I=FΔt=ΔP=2hncΔtA/λ

可以計算出光子給牆壁的力F是：2hncA/λ

光壓F/A是：2hnc/λ

這就好比是雨天我們打著傘出門，密集的雨滴落在雨傘上，我們會感到雨傘傳遞給我們的壓力，雨下的越大，對應雨滴的數密度越大，我們就會感到雨給我們的壓力越大。

用這個原理可以製作太陽帆，考慮到太陽發出的光子的數密度隨著遠離太陽而迅速降低，我們一般需要一個很大的太陽帆，才能驅動我們的飛船在太陽系跑起來。

施鬱（復旦大學物理學系教授）

光子雖然沒有質量，但是有動量，單位時間動量的改變就是外界對它的力，反過來，它導致的外界物體在單位時間裡動量的改變就是它對物體的力。單位面積的力就是光壓。也就是說，光的動量改變導致物體受到光壓。400年前，開普勒就曾猜測彗星尾巴背向太陽就是因為太Sunny的光壓（不完全對）。學過經典電磁學的人可以透過電場強度和磁場強度可以算出光壓，透過電場強度和磁場強度的向量積，得到單位面積單位時間的傳播的能量（也就是能量通量，也叫坡印廷向量），除以光速，就是光壓。 有了光子概念後，可以考慮通每個光子的動量的改變，也就是每個光子傳遞給物體的動量，得到每個光子作用在物體上的力。 這個結果再乘以單位時間裡射到物體上的光子數目，就得到整個光束給物體的壓力。

我先推導：計算光壓的最簡公式。透過計算幾個不同頻率的光子壓強，大家可以體會光子究竟是什麼。

根據正負電子湮滅方程，±e↹±γ ，可以假定：電子是高密度小體積的光子，光子是低密度大體積的電子，光子質量=電子質量。

電子都是以光速自旋的球形漩渦體。電子的自旋勢能等於其作為點電荷的電勢能，即：Ep=mc²=ke²/r，

由此算出電子半徑：r=2.82e-15m。把電子的康普頓波長λ*=2.42e-12m，作為最高頻率光子的波長。

進而算出對應的光子半徑：r*=λ*/2π=3.9e-13m。有光子離心力或光壓力：F=mc²/r*。

光子最大圓面積：A=πr²=π(λ/2π)²=λ²/4π，推得光子的壓強：P=F/A=mc²/4πλ²......(1)

(1)式可寫成：P=k/λ²......(2)，即光壓與波長平方成反比。其中k=mc²/4π=6.52e-15。

例如：紫光波長400nm，紫光的壓強：P=k/λ²=6.52e-15/(4e-7)²=0.04N/m²。

回答本題：光量子是承載了特定能量的真空場量子。真空介質是有能量有質量的。光量子就是場量子。

好了，本答stop here。請關注物理新視野，共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。

光子沒有靜止質量並不準確，它一定有一個我們尚無法測量的靜止質量，按照光子是最小粒子的說法它就等同於當初說的以太，它不但有質量，而且佔據著可視宇宙絕大部分的質量，只是他振動頻率不到的時候以暗物質形態存在。電子吸收了光子同時也吸收了光子的質量，電子向下越級的時候又“甩”出了光子，如果放射出的光子相位相對一致，那就會產生可以檢測的光壓，光壓產生有兩種方式，題主說的動量轉換是其一，另一種是光子定向移動形成了流體，流體速度最快的地方壓強最低，造成外圍光子的向內擠壓。

今年諾獎之一的光鑷，攝取細胞的時候細胞相對靜止在光子流的中心位置。原理類似氣流頂起的物體，物體在動量轉換和流體壓力下，會停在氣流中心位置。

光的能量量子，就是光子，代表著光的最小能量單元。

光子的靜止質量為零，所以光在真空中傳播速度最快，為光速，是慣性參考系中速度的最大值。

光子具有一定的能量和動量，所以光子的運動質量並不是零。只要光子具有一定的頻率，就意味著具有一定的能量，那麼就可以等效認為它具有多大運動質量。

光子和其他靜止質量不為零的粒子發生碰撞時，會發生相互作用，這個過程是滿足能量守恆和動量守恆的。要麼粒子吸收了整個光子，能量增加了一個光子的所有能量；要麼粒子吸收了部分光子能量，光子的頻率發生紅移（頻率變低，波長變長），“改頭換面”成為了另一個光子；要麼光子獲得了粒子的能量，光子的頻率發生了藍移（頻率變高，波長變短）。

如果是最後一種情況，那麼光子入射到粒子上後，會發生反射，光子的能量增加，粒子的能量就會減小。對於有質量的粒子而言，它的整體能量相對一個光子是非常巨大的。但是，如果有一大群甚至無數個光子都發生了類似的相互作用的話，那麼粒子的能量終將減小。就像用一群乒乓球去擊打一個運動著的鉛球，透過大量乒乓球吧鉛球的能量降低，鉛球始終是要慢下來的。利用這個原理，科學家發明了鐳射冷卻原子技術。我們知道原子無時不刻在做熱運動，倘若從四面八方（一般是六面）給原子打上鐳射，那麼光子就會讓原子慢慢“冷靜”下來。最終冷卻下來的原子溫度是極低的，大概在0.0000000001 K 量級，非常接近絕對零度。

類似地，如果一束光子不斷打到一個“船帆”上，那麼船帆就會吸收光子的能量，儘管一個光子能量很小，但是無數個光子不斷打過來，帆船能量就會不斷增加，直到足以改變它的運動狀態，這就是光壓。在宇宙中，我們可以透過類似原理，讓一個很小的太空帆船被光子不斷加速，這樣就不需要依賴於發動機，只要時間足夠久，是能夠探測非常遙遠的宇宙空間的。這其實就是霍金最近提出的突破攝星計劃，也許有一天，這個小帆船會遇到一個外星文明呢！

與題主的推理恰恰相反，正是因為有「動量守恆」，光才會產生光壓。

喜歡科幻的朋友一定聽說過一個概念，叫做「太陽帆」：

太陽帆作為一種推進系統，利用光產生的壓力，推動航天器運動。由於太Sunny源源不斷，所以航天器幾乎不需要攜帶什麼燃料，只需要攜帶工作用的燃料就夠了。而且這種推進器，在航天器速度越快的時候，功率越高，這也是其他推進器難以比擬的。

那麼很自然的，我就要問，為什麼光能夠產生光壓呢？我們知道，光子是沒有質量的，有的科普文章說「光沒有靜質量，有動質量」，這種說法是不嚴謹的，物理學中沒有「動質量」的說法，只有「動量」的說法。

光子的動量為：p=h/λ，能量為E=hv，v是波數。

只要有動量的變化，就能夠產生力。這個論斷，從牛頓力學就可以得到：F = dp/dt。這是牛頓第二定律的原始形式：力等於動量的變化率。

既然光在光帆上被反射了，那它的動量的方向就發生了改變，即動量變化了2p。在單位時間內，有n個動量為p的光子撞向光帆，並被反射，其產生的推力就是F = 2np。這是理想的情況：所有的光子都會被完全反射，且反射到相反的方向。但在實際中，有一部分光子會被吸收，那這些光子的動量改變只有p，有的則會因為表面凹凸不平，被反射到其他方向，其動量變化也不會有2p。這也就是為什麼所有的太陽帆都努力做的像鏡子一樣——只有這樣，才會產生最大的推力。

光，是空間的一種不穩定磁場狀態。這種磁場狀態的傳遞會與其它磁場發生磁場衝突，因此我們觀察到了光壓現象。光子並不是一個粒子，它是空間能夠傳遞的最小能量單位。這個能量就是以運動的磁場最小半徑為基礎的。悟空問的問題很多都是現代科學家們無法解答的難題啊！在這些問題前面，他們要麼是東扯西拉地胡說一通，要麼就是指鹿為馬地瞎定義，就是不敢承認自己也不知道！