作者：彭曉韜
日期：2020.09.24
【文章摘要】：不同顏色的材料一般認為其吸收光的能力是不同的。如果光具有能量，則吸收光能力強的材料的溫度變化幅度與速度應遠大於吸收光能力差的材料。如果是在真空環境下，則材料吸收到的光能量就不易散發，只能轉換為材料的分子熱運動而不斷提高材料的溫度。利用此原理，有可能證明光本身是否真的具有能量與動量。有條件的朋友不防一試。本文就此對實驗方案進行初步設計，供各位參考。
一、不同材料吸光能力簡述
1、吸光率
吸光率通常指某一單色光通過溶液或固體時因被吸收而光強度減弱的度量。核酸製品對260 nm光有最強的吸收，蛋白質製品對280 nm光有最強吸收。吸光率的定量可按照朗伯-比爾公式(Beer-Lambert equation)：
A=εcl （公式1）
式中，A為對單色光的吸收率；ε為克分子消光係數；c為生色團的濃度；l為光在溶液或固體中穿過的光程距離。【摘自「百度百科」】
2、高吸光率材料
英國薩裡大學(University of Su rrey)創造出了一種超級吸光且超薄的材料。這種納米級別的材料運用了納米紋理技術，是一種新型、超薄的石墨烯薄板(graphene sheets)。
研究人員稱，他們是從飛蛾的眼睛獲得的啟發，創造出這種新材料的。石墨烯是一種傳統的優良電子材料，具有顯著的導電性和很好的機械強度，但是它對光能的吸收率不高，一般只能吸收2%～3%的光能，而新的技術可以將石墨烯的光能吸收率提升到90%。【摘自「百度百科」】
3、超黑材料
據有關資料介質，目前人類可製造出可見光波段的吸光材料，其吸收率可達到99%以上。這類材料被稱作為「超黑材料」。
4、透明材料
一般最好的透明材料的透光率可達到95%左右。剩餘的5%主要為反射、散射和吸收（實際上是轉換成不可能的熱輻射，即材料的分子熱運動加強而將所謂吸收的光轉換成了其它頻率段的光）。
二、實驗方案基本原理和要點
通過以上對材料吸收與透光性能的簡介，我們可以選擇兩種比較極端的材料來進行實驗：用超黑材料與高透光材料（簡稱為「超透材料」）作為實驗主體。前者的吸光率在99%以上，後者的吸光率在5%以下。如果能增加一種吸收能力在50%左右的材料參與試驗，則效應應該會更加顯著。這樣在同一光源的照射下，三者在單位時間內所吸收的光的總量相差45%以上。當採用幾何尺寸與形狀基本一致的薄型超黑與超透及半透材料，並同時放置在真空度和隔熱性能好的密封環境中時，其單位時間內吸收光的總量差異就會轉換為溫度的差異：超黑材料的溫度上升速率應該遠高於超透和半透材料，最終的平衡溫度也應該遠高於超透和半透材料。
三、實驗過程應注意的事項
1、超黑和超透及半透材料試件（簡稱為「三個試件」）應該用導熱性能差的細線懸吊在空中，不能與其他任何物體有直接接觸。每個試件應放置在一個獨立的真空瓶內；
2、抽完真空後，讓三個試件保持相同的溫度，並消除（屏蔽）其他光源的影響；
3、同一光源產生的光的強度要相對穩定，並且同時照射在三個試件上的面積要保持相同。超透和半透試件透射後的光應從真空瓶的另一側遠離試件，儘量不使其有返回的機會；
4、測量三個試件的溫度必須同時進行，間隔時間應儘量縮短，一直到三個試件的溫度穩定在某一數值並持續一段時間才能終止；
5、測量三個試件溫度的同時，測量真空瓶內的電磁輻射變化情況；
6、至少應該進行三個不同強度的光照實驗，以便取得照射光強度對實驗結果的影響。
四、實驗結果預判
1、當超黑試件的溫度持續上升並最終燒毀時，則證明光是具有能量和動量的；
2、當超黑試件的穩定溫度與超透及半透試件穩定溫度差異較大，同時真空管內電磁輻射強度存在差異，但差異並不十分巨大。電磁輻射強度變化規律為：超黑最大、半透次之、超透最小時，則證明光並不具有能量和動量。且不同吸收率的試件主要將光照產生的電場和磁場作用轉換成了分子熱運動峰值頻率（溫度）的上升，進而產生更多的溫度型熱輻射；
3、當三個試件的穩定溫度差別不大，但真空管內的電磁輻射強度差異巨大（超黑最大、半透次之、超透最小）時，則證明不同吸光能力的材料所吸收的光轉換為分子熱運動的能力基本相近，而將光轉換成其他頻率段的光的能力與吸光能力成正比。