世界上最恐怖的光子（世界上最恐怖的子弹是什么）

为什么光子以光速击中人体，人却一点事都没有？

问题：为什么光子以光速击中人体，人却一点事都没有？

光的定义和范围。

光子是电磁波的媒介和载体，因此所有的电磁波都是“光”。只不过“光”有看得见的，有看不见的，我们通常说的“光”是指可见光，就是电磁波谱中处于380nm~760nm波段的一段很窄的电磁波谱。电磁波谱全波段包括无线电波（包括长波、中波、短波、微波）、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。其中，除了可见光，无线电波、红外线、紫外线、x射线、γ射线都是不可见光，但都是依靠光子在传播。

电磁波的能量大小以波长和频率来界定，波长越长，频率越低，能量越弱；反之，波长越短，频率越高，能量越强。波长好理解，就是每一段电磁波的长度，以m（米）为单位；频率就是每一秒振动的次数，振动一次就是1Hz（赫兹）。

无线电波、红外线的波长比可见光要长，频率要低，因此能量比可见光更小。而紫外线、X射线、γ射线波长都比可见光要短，频率要高，因此属于高能光。伽马射线是能量最高的不可见光，波长短于1pm（皮米），也就是10^-12m（万亿分之一米），频率在3*10^19Hz以上。

光速与波长、频率三者关系。

这些光子不管高能低能，运动速度都是一样的，约30万km/s（千米/秒），光速和波长、频率之间的关系为：光速=波长x频率。这样我们就可看出，波长越长频率越低，反之波长越短频率越高。用公式表达就是：c=λ*f。式中，c为光速值，λ为波长，f为频率。

这样，我们得到了电磁波波长与频率成反比的结论，可以推导出λ=c/f或f=c/λ。

根据量子力学不确定性原理，人类认识事物的最小尺度为普朗克尺度，这个尺度为：1.6*10^35m，这样我们就得到了电磁波最短波长，不可能再有比这更短波长的电磁波，根据波长与频率、光速的关系，我们就可以计算出电磁波的最高频率及其能量。

光子的能量。

根据普朗克尺度得到最短波长的电磁波，电磁波最高频率极限为：3*10^8/1.6*10^-35 1.88*10^43Hz。

而光子的能量强度则与普朗克常数相对应。普朗克常数是一个物理常数，用于描述量子大小，以h为标记。在第26届国际计量大会上，表决通过的普朗克常量精确值为：h=6.62607015 10-34 J·s（焦·秒）。每一份能量子的能量值等于普朗克常数与电磁波频率的乘积值，表述为ε=hv。

这样这个最高能量光子能量值：ε=（h=6.62607015*10-34）*（1.88*10^43） 12457011882J

这是一个什么概念？每吨TNT炸药的能量为4184000000J，这个宇宙可能达到最高能量的光子，其能量达到约3吨TNT烈性炸药的威力，这还得了？要知道我们人身上随便一个光照，每秒都有万亿亿个光子，如果都是这么高能量的光子，不大人没了，地球也早就没了，太阳系也早就没了。

人类迄今发现的光子能量远远低于最高值。

上面计算的最高光子能量，只是宇宙中可能存在的最高理论值。迄今为止，人们制造和捕获的光子能量远远低于这个能量值。最高能量人造光子是2016年科学家们在世界最大的欧洲强子对撞机中得到的，这个光子能量达到了750千兆eV（电子伏特）。

电子伏特与焦耳的换算关系为1eV = 1.602176565*10-19 J ，因此人造光子能量为0.00000012J，与最高能量光子差了十几个数量级。而迄今捕捉到宇宙中最高能量伽马射线光子为450万亿eV，相当于0.00000072J。一般的伽马射线能量只有0.0000000000006626J，就已经是很恐怖的生物杀灭力量了。可见光是比以上高能光子能量低的光子，一般能量只在0.00000000000000000026504J左右，一般不会导致人体的损害。

人体受到γ射线照射，会打断人体原子、分子、DNA化学键，破坏人体细胞，导致死亡。其实比伽马射线还要低能的光子，如紫外线、X射线都属于高能光子射线，对人体都会产生严重损害作用，照射多了都会危及生命。

小结：

1、光子是电磁波的媒介和载体，因此广义上说，电磁波整个波谱都是光，其中包括可见光和不可见光；2、光子根据波长和频率不同，有低能和高能之分，可见光只在很窄一个波长和频率范围，能量处于中等状态；3、不管是低能光还是高能光，速度都是光速，每秒约30万千米；4、紫外线、X射线、γ射线属于高能光子，是可以杀人的，被它们照射，不会一点事都没有。

感谢阅读，欢迎讨论。

光速是宇宙中最快的速度，这是人们普遍认同的真理。光速指的是光在真空状态下的传播速度，为每秒30万千米，而光年则是指光在真空中行走了近一年的距离。

人们经常利用光速或者光年来衡量一个物体的速度或者距离，光速几乎成为了科学界中的一个常用词了，并且，任何接近，或者达到光速的物质都拥有强大的破坏力，因此，光带来的影响也是不可小觑的。

打个比方，当人们在路上行走时，一粒沙子飞来击中了一个人的脸，那么这个人可能只会觉得脸有一点痒或者一阵刺痛，但如果一粒沙子以光速朝一个人飞来，那后果就很严重了。

科学家指出，光速的破坏力是非常惊人的，假如一粒沙子以光速飞向地球，那么地球不仅会被击穿，而且半个太阳系都有可能被毁掉。

这是因为速度是相对的，一粒沙子在以光速撞击地球的同时，地球也在以光速撞击了这颗沙子，其导致的结果是，地球会被瞬间击穿，而且产生的巨大能量甚至可以摧毁距离地球最近的火星和水星，就连太阳都有可能会被波及。

所幸的是，一粒沙子以它的质量是不可能达到光速的，不止是沙子，就算是灰尘也不可能做到，因为任何在静态状态下拥有质量的物质都不可能达到光速，这条规则是不可违背的，这也是人类为何研发不了超光速飞船的原因。

那么，既然拥有光速的物质的破坏力都如此惊人，为何光直接撞在人的身上，人们却毫无感觉呢？这是由于光子的动量非常低。

而所谓的动量，是指在普通物质上，该物质速度乘以质量所产生的能量，就好比一个一千克重的物体，它的运行速度是1/s，那么该物质的动量就是1kg m/s，但因为光的质量为零，因此就算光直接击打在人的身上，人们也毫无感觉。

有，太阳地里洒半分钟就感到热了。

当年的双缝干涉实验，为啥被誉为人类历史上最恐怖的实验？

首先我们要知道什么叫做双缝干涉实验，其实对于我们工科的学生来说，这个实验并不陌生。在大学的时候，很多专业都要进行这样一个物理实验。首先什么叫双缝干涉实验，它指的是平行的单色光，投射到一个有两条狭缝的一个挡板上，这两条狭缝之间的距离非常相近的，平行光的光波同时传到狭缝中成了两个振动情况总是相同的波源，这个波源称之为相干波源，它们发出的光在档板后面的空间相互叠加的一个现象。其实双缝干涉实验它主要是验证了光的波粒二重性也就是我们所说的波动性和粒子性的一个典型的实验。

双缝干涉

那么我们为什么说这个实验是非常恐怖的呢？其实就是因为在刚开始进行这个实验的时候，有一个科学家就在思考，他说如果他把光子一个一个的发射出去，而不是一次性的撒出去的话，那么这些光子会不会不会有相互的影响，但是很快这个结果是让他感到震惊的，因为发现无论你是一个一个的发射还是一起发射它的干涉图样还是同样的出现，而且没有一个人能解释这个不可思议的一个现象。

令人恐怖的实验

但是还有一个更加恐怖的就是有一个叫梅里的科学家说，他想装个摄像机记录下粒子的运动轨迹，但是出乎意料的是，在他加了这个摄像机之后，这些粒子就不动了，它们立刻停止了表演，就好像知道他装了摄像机一样。感觉这些光子似乎有思想一样。这一现象让所有的人都毛骨悚然，让他们感到震惊。

摄像机

而且一直到现在都没有人能够给出一个明确的一个解释，解释这个现象是怎么发生的。而且这个实验也曾经登顶过21世纪初科学界评选的，令人头皮发麻的十大实验之首。由此可以得知，这个实验是多么的令人感到震惊和奇怪的。

这道恐怖又神秘的光线凭什么成为宇宙中最恐怖的射线？

在所有可能影响我们地球的宇宙灾难中，伽马射线爆发引起的辐射攻击无疑是最具灾难性的事件之一。伽马射线暴俗称“GRB”，它们会释放大量的伽玛射线，这是已知最致命的辐射之一。如果一个人恰好在产生伽马射线的物体附近，他会立即灰飞烟灭，可能连灰都不剩。伽马射线爆发还可能会影响生命的DNA，在爆发结束很久之后就会造成遗传损害。如果这件事在地球 历史 上发生过，那很可能会改变我们星球上生命的演变。

好消息是，地球被GRB摧毁是不太可能发生的事情。那是因为这些爆发发生得太远了，以至于造成伤害的几率很小。尽管如此，它们仍然是令人着迷的事件，每当它们发生时都会引起天文学家的注意。

伽马射线爆发是遥远星系中的巨大爆炸，它们发出大量有力的高能伽马射线。恒星、超新星和太空中的其他物体以各种形式的光来辐射能量，包括可见光的能量及其他的光，如x射线，γ射线，无线电波，和中微子等。伽马射线爆发将其能量聚焦到特定波长上。然后，它们会变成宇宙中最强大的爆发事件，并且在可见光下，它们的爆炸也相当明亮。

是什么导致GRB？长期以来，它们一直保持着神秘的面纱。它们非常明亮，起初人们认为它们可能非常接近我们的地球。现在发现，很多伽玛射线暴是非常遥远的，但这意味着它们的能量相当高。

要产生这样的高能量爆发，需要一些非常“怪异”和“巨大”的东西。当两个高度磁化的物体，如黑洞或中子星相撞，它们的磁场结合在一起时，就会发生这种情况。这种作用产生了巨大的喷流，集中了从碰撞中流出的高能粒子和光子。这些喷流延伸到许多光年的太空中。你可以把它们想象成《星际迷航》中的武器，只是威力要大得多，而且影响范围几乎是宇宙级的。

伽马射线爆发的能量集中在一束窄光束上。当一颗超大质量恒星坍缩时，它会产生一个持续时间很长的爆发。两个黑洞或中子星的碰撞产生了短时间的爆发。奇怪的是，这么短的持续时间内的爆发不会那么准又直，或者在某些情况下根本没有那么高度聚焦。这仍然是个未解之谜。

如此准又直的爆炸能量意味着很多爆炸会聚焦成狭窄的光束。如果地球恰好位于聚焦爆炸的视线范围内，则仪器会立即检测到GRB。实际上，它也会产生可见的明亮光线。一个持续时间较长的GRB（持续时间超过2秒）可以产生与0.05%的太阳瞬间转化为能量所产生的威力相同。

很难理解这种能量的巨大性。但我只知道，幸运的是，大多数GRB都离我们不太近。

一般来说，天文学家每天都会探测到一次爆炸。但他们只探测那些向地球方向发射类似辐射的物质。因此，天文学家可能只看到宇宙中发生的伽玛射线暴总数的一小部分。

这就提出了关于GRB在空间中如何分布的问题。它们严重依赖于恒星形成区域的密度，以及相关星系的年龄。虽然大多数似乎发生在遥远的星系中，但它们可能发生在附近的星系，甚至我们自己的星系中。然而，银河系中的伽马射线爆发似乎相当罕见。

目前的估计是，大约每500万年一次伽马射线爆发将发生在我们的星系或附近的星系中。然而，辐射不会对地球产生影响。它必须发生在离我们很近的地方才能产生效果。

且，即使是非常接近伽马射线爆发的物体，如果它们不在射线路径中，也不会受到影响。但是，如果一个对象在路径中，结果可能是毁灭性的。有证据表明，最近的一次GRB可能发生在4.5亿年前，这可能导致了大灭绝。然而，这方面的证据还不清楚。

在附近直接射向地球的伽马射线是不太可能发生的。然而，如果真的发生了，损害的程度将取决于爆炸的距离。假设其中一个发生在银河系，但离太阳系很远，情况可能不会太糟。如果它发生在相对较近的地方，那就取决于与地球的相交程度。

由于伽马射线直接射向地球，辐射会破坏我们大气层，特别是臭氧层。从爆炸中流出的光子会引起化学反应，产生光化学污染。这将进一步耗尽我们的大气保护层。还有，地表生命将经历致命剂量的辐射。最终的结果将是地球上大多数物种会大灭绝。

幸运的是，这种事件的统计概率很低。地球位于银河系中的一个安全区域，那里的超大质量恒星非常稀少。即使GRB发生在我们的星系中，它瞄准我们的可能性也很小。

因此，虽然，GRB是宇宙中最强大的事件之一，有能力摧毁其路径上任何行星上的生命，但我们一般来说是非常安全的。

同时，天文学会追踪从宇宙源发出的每一道伽马射线，无论是在银河系内部还是在遥远的太空中。这也为我们的安全做了一定的预警。

伽马射线是什么，为啥那么可怕，人类现在能制服和利用它吗？

本文基于回答网友类似问题，原题为：伽马射线的原理是什么，人类什么时候可以掌握？

伽马射线即γ射线，是 电磁波谱 里面波长最短频率最高的那一段频谱，人类早就知道了，也能够制造出来了。不过这个问题问得有点奇怪，表述不清，如：何谓掌握？

是能够对付呢，还是能够使用呢？这就要看怎么说了。下面就从伽马射线的一些常识来阐述一下这个问题，朋友们如果能够认真看完此文，就会和我一样，觉得这个问题有点奇怪了，而且也就会对伽马射线有一个了解了。

我们人类现在看到和感受到，甚至吃喝拉撒涉及到的一切，都要依赖电磁波。为什么这么说呢？因为电磁波充斥着我们世界每一个角落，只要绝对零度以上，任何物体都会有电磁辐射，所谓电磁辐射就是依靠电磁波传递的。

电磁波是依靠光子传递的，因此也可以称为光波。但这个光波分为可见光和不可见光，在日常生活中，光波一般只是指电磁波谱中的可见光部分，可见光只是夹在电磁波谱中间那么一小段。电磁波最长的波段有数公里，甚至更长；最短的只有1埃米以下，这最短的就是伽马射线。

电磁波有波长和频率，波长与频率成反比，即：波长越长，频率越低，能量就越小；反之，能量就越大。电磁波波长和频率的关系为：c=λf。这里c为光速，λ为波长，f为频率。电磁波波长最长的是无线电波（包括长波、中波、短波、微波），以后从长到短依次为：红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

无线电波的波长在千米级到毫米级，长波无线电波长可达数千米，最短的微波波长只有0.1毫米；可见光波长约在760nm到380nm之间，nm即纳米，1毫米=1000μm（微米），1μm=1000nm，1nm=10^-9m（米）。

可见光后面的紫外线、X射线、γ射线（伽马射线）波长就一个比一个短了，γ射线是电磁波中波长最短的高能射线，波长只有0.1nm以下。

这个世界上所有的物质都在震动，因此都有频率。频率就是物体每秒钟的震动次数，而电磁波的频率就是电磁波每秒钟震动次数，表示单位为Hz（赫兹）。无线电波频率在1000Hz或更低，到10^9Hz之间；可见光频率范围在3.9*10^14到7.7*10^14Hz之间；伽马射线频率范围最低为10^12Hz，最高可达10^30Hz以上。

新冠病毒大小约100nm，伽马射线波段最长的只有0.1nm，我们想一想就知道了，人类应对新冠病毒都弄得焦头烂额，就更别说比新冠病毒小1000倍以上的伽马射线了，而且其频率是每秒钟震动万亿次以上，这个能量有多大，一旦被伽马射线扫中，岂有不穿透之理？

因此γ射线是宇宙中最强大的“光”，但这种光看不见，却会杀人。

伽马射线由于其波段非常短，能量极高，因此可以穿透任何生物的机体。生物机体都是由细胞组成的，而每个细胞里最核心的是遗传物质DNA。比如人体由40~60万亿个细胞组成，这些细胞有大有小，最大的细胞是卵细胞，成熟的卵细胞有200μm（微米）；最小的细胞是血小板，直径只有约2μm。

人体受到γ射线照射，γ射线就会进入人体细胞，与细胞发生电离作用，电离后的离子会侵袭细胞里复杂的有机分子，破坏细胞组织。细胞里最重要的核心遗传物质为DNA，是一种双螺旋结构的大分子，其盘踞在细胞核心，主导着细胞的生死和遗传。

这个DNA双螺旋体打开长度约两米，如果把1个人细胞中的所有DNA全部打开并连接起来，据称可从地球往返太阳300多次。但DNA螺旋的直径只有2nm，伽马射线会打断并破坏其结构。因此，当生物受到γ射线照射，都会被打断DNA分子键，让生物机体再也无法生存。

当辐射量很大时，生物会瞬间死亡，即便辐射量不大，但机体DNA分子键受损严重，也会缓慢死亡。那种死亡是看着自己机体一寸寸死去的样子，异常恐怖。在臭名昭著的切尔诺贝利核电站爆炸事故中，就有许多居民和救火队员遭受这种地狱般的折磨而死去。

放射性原子核在发生α衰变、β衰变后会产生一个新核，这个新核处于高能量级，必须向低能级跃迁，跃迁过程就会辐射出γ光子，这就是γ射线。γ射线在核聚变和核裂变中都会发生，因此在宇宙中充满了γ射线辐射。

太阳的核聚变在体积半径1/4以内的核心里面持续不断进行，主要过程是发生氕核与氕核的链式反应，是从氕到氘再到氦-3，最后到氦-4的反应过程。结局就是4个氕原子核聚变融合成一个氦-4原子核，并在这个过程中释放出伽马光子、中微子和正电子。中微子由于穿透能力极强，很快逃逸出太阳表面到达太空，而携带巨大能量的伽马射线逃离并不容易。

这就涉及到太阳内部光子漫步理论了。光子的传播特点就是真空最快，达到每秒30万千米，但在介质中却磕磕碰碰。太阳内部充满了质子，光子每走一步都会遇到质子，不断进行碰撞和交换。因此，这些光子要穿透70万千米半径的太阳，要与质子碰撞交换10^26次之多，每交换一次就消耗都会衰减，经过几十万年甚至几百万年到达太阳表面的光子，主要就是可见光了。

所以各位不要奇怪，照在我们身上的阳光，其实是在几十万年甚至几百万年前就诞生的光子。

据科学分析，阳光包括了整个电磁波全波段，但99.9%以上能量集中在200~10000nm波长范围，最大辐射能量位于480nm处，这正是可见光蓝色光的范围。因此我们看到的天是蓝色的，海水也是蓝的。

而200nm波段属于紫外线范畴，紫外线照多了对人体是有伤害的，但绝大部分紫外线经过大气层时被臭氧层吸收或反射掉了，到地表的极少。但还是有点，因此阳光强烈时晒久了皮肤就会受到伤害。

宇宙中的恒星都在核聚变，不断辐射着伽马射线；还有超新星爆发、大质量致密天体如中子星碰撞，会产生更多的伽马射线，甚至伽马射线暴，因此在太空中伽马射线很多。但这些伽马射线被大气层阻隔，来到地表的极少。

如果在高空或大气层外活动，就很容易受到伽马射线及其他宇宙射线的伤害，因此宇航员们都要做好防护。但伽马射线是很难阻隔的，在太空或外星球活动的宇航员，尽管有飞船和宇航服起到较好防护作用，受到的辐射量还是比地球地表要大很多。

伽马射线穿透力极强，一般建筑物无法屏蔽，只有特制的高密度材料，如铅板等才有一定效果，而且根据伽马射线强度，铅板的厚度也需增加。

重核裂变过程会发生形变，如铀-235核吸收一个中子之后，就形成激发态的铀-236核，随即发生形变，最终断开向反方向飞离，经典库伦能则转化为两个碎片动能，但很快断裂碎片就收缩成球形，形变动能转化为内部激发能，发射出若干中子和γ射线，以平衡退激能量。

还有许多放射性元素衰变过程，就会发出伽马射线，如钴-60，通过β衰变释放出能量高达315keV的高速电子，衰变成镍60，同时放出两束伽马射线。这些伽马射线如果管控不好，就会伤害人类。

如原子弹爆炸或核电厂泄漏，前苏联切尔诺贝利核电厂爆炸，就导致了严重的放射性污染，威胁着几百万人的 健康 ，辐射直接导致的死亡达7000多人。

人类文明是在对大自然规律不断认识中提升的，γ射线本身就是一种自然现象，是元素在聚合或分裂过程释放出来的一种能量，人们认识了γ射线的内在本质，就可以应对和利用它。

任何科学既可用于造福人类，也可用于危害人类，伽马射线也一样，既可以置人于死地，也可以造福人类。前面对γ射线的危害说了很多，现在说说造福人类的问题。

现在比较常见为人类服务的γ射线有工业探伤和 健康 医疗运用。工业探伤主要利用伽马射线的穿透力，查看工业品内部的结构是否有问题，比如探查钢板的焊缝，30毫米厚度的钢板焊缝可以采用X射线检查，但超过这个厚度就无能为力了，穿透力更强的伽马射线就大显身手了。

γ射线可以探查300毫米厚度的钢板，方法是在被检查物体后面放上感光胶片，采用伽马射线照射被检查物体，伽马射线透过物体会在胶片上感光，从而留下影像，人们通过对这些影像的分析，就能够了解这个物体有没有问题，是否合格。

而医疗中常用的是伽马刀和放射疗法。X射线在医疗中也起着很大作用，但主要用作人体影像检查，可以看到人体内部的状态。而伽马射线能量比X射线要大很多，可以透过人体表面杀死体内病灶，这样就无须留下创伤就可杀死体内癌细胞肿瘤，减少对人体伤害，还可触及到创伤手术能以达到的部位。

工业探伤和用于医疗的放射源，采用的是放射性元素在β衰变时，会释放出伽马射线的原理，一般采用钴-60。钴-60是钴的放射性同位素之一，半衰期为5.27年，它会通过β衰变释放出高达315keV的高速电子，衰变成镍60，在这同时释放出两束γ射线。

现在，人类不但可以利用自然界的伽马射线造福人类，科学家们还制造出了高能量的伽马射线。2011年9月，英国斯特拉斯克莱德大学的蒂诺·亚诺辛斯基教授领导的一个团队，发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应，并产生一束极其强大的激光。

亚罗辛斯基教授团队得到的这束激光，比太阳亮1万亿倍，可以穿透20cm厚度的铅板，1.5米厚度的混凝土墙才能够彻底屏蔽它。

太阳电磁波谱中最多的是480nm波段的可见光，比这个波长短1万亿倍，波长则为这样就是4.8*10^-21m，这么短波长的电磁波对应频率为6.25*10^28Hz，这无疑是一束能量极强的伽马射线。

这个创造发现意义重大，未来有可能用于诸多领域，如更好地实现医疗成像、放射疗法，还能够更广泛地用于工业和科学实验。由于其持续时间仅有1千万分之一秒，快到足以捕获原子核对激发的反应，可以进一步促进对原子核的深入研究。

因此，人类早就认识和掌握了伽马射线的原理，并且早就开始利用这个自然规律造福人类。不知道我的回答是否解开了这位朋友的疑问呢？感谢阅读，欢迎讨论。

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