光的奇迹——彗星的尾巴为什么会流动？

    我们所看到的光中有许多奥秘。从天空的颜色、彩虹、肥皂泡到宇宙中的光，我们探索“光”的真正本质。

    彗星，也被称为“扫帚星”，当它们接近太阳时会产生长而美丽的尾巴。

阳光和美丽的尾巴有什么关系？

    彗星是由岩石、金属尘埃和含有冷冻挥发性物质的尘埃的混合物形成的。可以说，这就像一个“肮脏的雪球”。当它远离太阳时，它看起来就像一块在太空中滚动的岩石，但当它靠近太阳时，它会升温并蒸发气体，释放灰尘和粒子（电子和离子）。这成为一条“尾巴”，并在太阳光“光压”的影响下流动。

彗星有两种类型的尾巴

    由于光谱不同，我们观察到两种类型的彗尾。一种是像扫帚一样笔直延伸的“等离子尾巴”。另一种是像扫帚尖一样展开的“尘尾”。等离子体尾部由被太阳紫外线电离的电子和离子组成。尘尾由尺寸小于几微米（1 微米= 1/1000 毫米）的尘埃颗粒组成。在太阳光的“光压”和彗星核心轨道运动的影响下，尘埃尾部在流动时会展开并略微弯曲。

光有压力

    当光照射到物体上并被吸收或反射时，施加在物体表面的压力称为“光压”。这也称为“辐射压力”，是由光子与物体碰撞并被反射时动量变化引起的。动量的变化表现为力（光也有机械效应，对吧？）。尽管光子的质量（重量）为零，但它具有动量，因为它也具有波动特性。它的尺寸绝不小，如果计算太阳光作用在1m 2地球表面的光压，这将是每秒可以将1g的物体加速7mm的力。在地面上，由于与空气的摩擦和重力，它实际上并没有太大的影响，但漂浮在太空中的小颗粒却有很大的影响。相反，有一种想法可以利用这种力量来制造“光子火箭”。

太空尘埃被吸入太阳

    让我们仔细看看光压和宇宙尘埃之间的关系。据了解，在太空中，地球轨道上直径约0.1微米的小岩石碎片（尘埃）因光压作用以螺旋运动接近太阳，并在约2000年的时间里落入太阳内部。（参考称为“坡印廷-罗伯逊效应”）。灰尘可以被轻压吹走，但为什么它会离太阳更近呢？这是因为物体在运动，所以它接收到的来自太阳光的光压方向与太阳的实际方向不同。太阳的引力比太阳方向的力更强，由于光压而试图将我们拉开，我们逐渐被吸引向太阳。

光的方向改变

    我们还知道，由于地球的运动（公转和自转），来自太空恒星的光的方向似乎来自不同的方向。这种现象称为“光学像差”。这种现象是通过研究星星出现的方向随季节而变化这一事实发现的。尽管恒星的视位置会因地球的运动而发生变化，但光本身会直接传播到地球。发生像差的原因与当你在垂直的雨中跑步时，雨水开始从前面落在你身上的原因相同。还已知可以通过计算来计算该光学像差的角度。

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