光的动量和光压

光的电磁理论，证明了光作为电磁波，不但具有能量，而且具有动量。

对于单色平面光波，设其电磁场能量密度为u，它以光速c传播，相应的电磁能流密度矢量的大小为

S=uc，(方向指向光的传播方向)

而动量密度(单位体积的光场携带的动量)为

g=u/c，(方向沿光的传播方向或波矢的方向)

单位时间流过垂直光传播方向单位面积的动量为G=gc=u=S/c。按光的量子理论，波矢为k的单色平面波可以看成是一束光子流，其中每一个光子所携带的能量ε=ν，动量为:

P=h*k=h/λ

(其中，h:普朗克常数，λ=1/k光波长)

如果光束中的光子密度为n，也即光场的能量密度为u=ε，于是动量密度

g=nP=u/c，

与经典电磁理论的结果一样。由此式直接可得能量为E的平面光波所携带的动量为

G=E/c

既然光具有动量，根据牛顿第二定律，作用在物体上的力就等于光引起的单位时间内物体动量的变化，光与物体相互作用的过程中就可能伴随有动量的交换。单位时间里物体动量的变化就是所受的力，这意味着光对被照物体施加一个力的作用。这种由于光辐射对物体产生的力通常称之为光的辐射压力或简称光压。

一束平行光照射到物体上,其动量变化为ΔP,历经时间t秒,则物体得到的动量为-ΔP。由此可得光作用在物体上的力为F=-ΔP/t。如果光束作用的面积为S,则单位面积上受到的力即为光压p=F/S。