林辉庆

(杭州市余杭高级中学 浙江 杭州 311100)

1 问题的提出

高中物理在学习光电效应和康普顿效应时，给出了如下的光子能量和动量公式

式中h是普朗克常数，ν和λ分别是光子的频率和波长.

高中学习经常需要判断光从真空进入介质速度、频率和波长的变化情况，而光子的动量与光的波长成反比，因此，学生自然会提出光从真空进入介质光子的动量如何变化的问题.当下的教辅资料中也有这样的问题.

那么，光从真空进入介质，光子的动量到底如何变化呢？

2 已有观点及评析

2.1 学生中的观点

对于这个问题，学生中存在两种相反的观点.

介质的折射率n>1，所以光子的动量增大.常见的教辅资料中也持这种观点.

观点二:光子从真空进入介质，速度减小，由相对论中质量与速度的关系知道，光子的质量也减小；而动量等于质量乘以速度，推知光子的动量减小.

2.2 文献中的观点

为了解决这个问题论，笔者查阅了相关文献，发现文献中也存在光子从真空进入介质动量增大和动量减小这两种观点，但是不同的作者对自己观点的论证方法不同.下面列出两种较为典型的观点.

观点三:由质能方程得到频率为ν的光子在真空中运动时的质量为[1]

在相对论中，动量仍定义为质量乘以速度，因此,真空中光子的动量为

或者从p′=m′v，同样能得到p′=np的结果.

2.3 对已有观点的评析

通过深入研究，我们认为上述各种观点及其论证都是不能成立的，理由如下.

第一，光在介质……