光線以光速擊中人體，為何不會造成傷害？其實答案不簡單

光子的速度毫無疑問是光速，但大家也都知道曬個太陽絕對不會曬出人命來，不是擁有光速的物質具有的無限的能量麼？為什麼光速的光子打在人身上卻屁事都沒有？

光子的質量有是大？它的能量又有多高？

都說光速運動的物體具有無窮的質量和能量，但光子卻是一種特殊物質，因為它的靜止質量為零，質量為零，根據動能定律來計算，它的能量就是零了嗎？其實完全不能這樣來考慮，因為光子是具有能量的，愛因斯坦的質能等價公式告訴我們，凡是具有能量的物質都具有相應的質量，那麼就可以根據E=mc²計算出它的相對論質量！當然我們首先要解決一個問題：

• 光子的能量是怎麼算出來的？

曾經科學界都認為輻射是連續的，因此在十九世紀末科學界在研究黑體輻射時候費勁了心思，其中在輻射的短波段到長波段分屬兩個不同的公式！

維恩公式是東普魯士物理學家維恩在1896年總結出來的，它在短波段完美匹配了黑體輻射的曲線，觀測與計算基本一致，但在長波段誤差卻越來越大！

瑞利-金斯公式是瑞利(1900年)和金斯，J.H.(1905年)根據經典統計理論得到黑體輻射能量密度計算公式，與維恩公式相反，瑞利-金斯公式在長波（低頻）段計算非常精確！

但兩者都不能互相應用到對方的領域，普朗克在著手研究黑體輻射時也發現了這個問題，特別是瑞利-金斯公式在高頻段計算會出現無窮大能量的問題，這就是著名的「紫外災變」由來，因此毫無疑問，他也陷入了死胡同，但當他將能量拆分會一份份的時候，一切問題迎刃而解。

而這個一份份的能量的概念完美的解決了黑體輻射中的維恩公式無法觸及的低頻段，也解決了瑞利-金斯公式的高頻「紫外災變」事件，表示我們的時間就是一份份的能量組成的！

上圖中E表示的是能量，h是普朗克常數，v則是光子的頻率，因此這裡只有一個變量，就是光子的頻率，它的值決定了能量的大小。當然最終也將決定光子動質量的大小。

多高頻率的光子會傷害到人？

其實被陽光曬傷這事很多，並不需要多高頻率的光子才能傷害到人，這是因為單位面積內承受超過皮膚承受密度的光子流，簡單的說，儘管頻率不高，但量實在太大，比如赤道地區的驕陽在1平方米上能產生1.4千瓦的功率，人體橫躺的投影面積大約是0.5平方米，那麼所受的陽光暴曬功率大約是700瓦，很容易被曬傷。

但其實很多時候我們是無感曬傷的，並不是因為我們沒有知覺，而是紫外輻射過高，根據上圖電磁波段，我們計算出在紫外波段的光子能量很大，將會讓組成人體的各種分子鍵斷裂，因為它的能量超過了分子鍵能！

蛋白質分子中主要的化學鍵-肽鍵：分子胺基酸的α－羧基和一分子胺基酸的α－氨基脫水縮合形成的醯胺鍵，即-CO-NH-會被高能的紫外線解離，因此我們曬傷的有兩種，而這種就是第二種，紫外波段的高頻段能量很高，各種材料的在太陽光下發脆，碎裂就是材料的分子鍵被紫外光解離了。

更高能的光線呢？會穿透人體嗎？

答案似乎是肯定的，輔助醫學判斷的X光就是更能高能的光，一般X射線的波長在0.001～10納米之間，醫學上輔助檢查造影的X射線波長在0.001～0.1 納米之間，這個波段的光子能量是可見光光子能量的幾萬至幾十萬倍！

還有更高能的γ射線光子，它的波長短於0.01埃，能量極高，對人體危害極大，X光還可以應用在人體上造影，只要適當控制輻射劑量，對人體還是安全的，但γ射線還是算了，除了工業應用以外，其他的手段就是拿來殺死癌細胞了！

γ射線的屏蔽需要厚厚的水泥牆或者鉛板才能擋住，各位可是要注意了哦！所以我們所說的光子光速撞擊在人身上，人確實沒啥事情，只會感到暖和，因為光子的能量被皮膚吸收了，微觀粒子活動加劇，我們感到暖和了。