影子能减轻物体的重量吗？

你是否相信你的影子有超能力？当然，可不是忍者里头那种把影子发射出去攻击敌人。

我们影子的超能力其实是让影子覆盖地方的重量减轻。为什么呢？因为光线是有压力存在的。光压，我们可以把光看成是一些很小的微粒光子，当光子打击到物体表面并且反射回去的时候，这就像我们接乒乓球时，乒乓球打到球拍上手能感受到乒乓球的反弹力。所以在有光的地方，所有的物体也都默默承受着光的压力。而有影子没有光的地方，那才真的是无光一身轻。

图片来源：pixabay

不过光虽然有压力，但是光压特别小。地球上一平方米大小的土地上，受到太阳光的光压才相当于 1/ 1000 克的重量，也就是一根头发那么重。假如你的影子有半平方米那么大，那你给地面减轻的重量也就是半根头发。这可真是货真价实的九牛一毛啊。不过我们也别小看这九牛一毛，他们还是很有用处的。

具体使用的方式有两种，一种是把 9 头牛身上的毛都揪下来，也就是说收集超大面积的光之压力，把一张几平方公里，差不多有 1000 个足球场大小的反射薄膜安装在宇宙飞船上，作为反射光的光幡。当太阳光照射到光幡上时，此时的光压就相当可观了，加之宇宙中没有空气阻力，这光压就足以作为飞船的动力来源。

第二种使用方式是，既然光压小，那咱们就用它来操控小的物体，比头发还小还轻的物体，灰尘、细胞、细菌等等。拿细胞来举例，如果用显微镜聚焦一束激光照到一个细胞上，那么这个细胞就会像被镊子夹住一样被锁定，这就叫光镊。

光镊甚至可以夹着细胞随意移动，是不是很神奇？光镊的实际原理有点复杂，但咱们可以用一个趣味小实验来做个类比，简单地模拟一下光镊。水龙头下方的水流好比一束光，乒乓球好比细胞，当细胞运动（乒乓球）到光束下的时候，就会被吸引住，不能脱离。

为什么呢？当我们向左拉乒乓球的时候，乒乓球下方的水流也向左流动，这就好比固定住细胞的光线被向左折射，这就给了细胞一个向右的反冲力。反过来，当我们向右拉乒乓球的时候，乒乓球下方的水流向右流动，就好比光线向右折射，给了细胞一个向左的反冲力，向右拉，反冲力向左拉，反冲力向右，细胞就被牢牢固定在光线中间了。

这就是光镊的原理，你学到了吗？

文章由科普中国-星空计划（创作培育）出品，转载请注明来源。

作者：织布鸡 科普团队

审核：周晓亮 北交大物理实验室 高级工程师