這題問得非常深入,而且正好打到「波=需要東西推動」這個直覺的盲點。
很多人卡在這裡:
❓「既然電磁波在真空中沒有介質,那它怎麼還能推動物體(太陽帆、光壓、光鑷)?」
直覺會覺得:
沒東西 → 怎麼施力?
但關鍵是:
🎯 一句話先破題
👉「施力不需要介質,只需要動量交換。」
也就是:
- 推動物體 ≠ 必須有質量介質
- 推動物體 = 必須有動量或能量流
而:
👉 電磁場本身就攜帶動量!
一、先打破一個迷思
很多人潛意識認為:
力 = 質量撞擊
但其實物理真正條件是:
F=dp/dt
只要動量改變,就有力。
所以問題變成:
👉 波有沒有動量?
而不是:
👉 有沒有介質?
二、電磁波真的有動量嗎?(有!)
馬克士威理論告訴我們:
電磁場有:

👉 Poynting vector(能流)
代表:
能量流動方向
這表示:
🔴 電磁場本身就是「攜帶能量+動量的實體」
不是「空空的數學線條」。
三、最直覺物理解釋
🌊 想成「能量流」而不是「介質」
機械波
粒子 → 撞 → 傳動量
電磁波
能量流 → 碰 → 傳動量
本質一樣:
👉 都是動量交換
只是載體不同。
四、實際例子(最有說服力)
✅ ① 光壓(radiation pressure)
光照到鏡子:

(P = 雷射功率)
真實應用:
- 太陽帆
- 雷射推進
- LIGO 反射鏡
都靠這個。
✅ ② 康普頓散射(教科書級證據)
X 光打電子:
光子 → 撞 → 電子飛走
只用:
- 能量守恆
- 動量守恆
就能精準預測波長改變
實驗完全吻合。
👉 直接證明:光子有動量
✅ ③ 光鑷(optical tweezers)
雷射束:
- 折射改變光子方向
- 動量方向改變
- 微粒被拉動
2018 諾貝爾獎。
五、更深一層(量子場論觀點)
從 QFT 看:
宇宙基本不是「粒子在空間」
而是:
👉「場在空間」
粒子只是:
場的激發(excitation)場的激發(excitation)場的激發(excitation)
所以:
- 光子 = 電磁場一份能量
- 場有能量 → 就有動量
自然能施力。
六、用生活比喻破除直覺
比喻 1:水波
沒有水塊整體前進
但能推動漂浮物
👉 能量傳遞 ≠ 物質傳遞
比喻 2:聲波
空氣只是震動
卻能震碎玻璃
👉 振動攜帶動量
光波只是:
👉 「沒有物質的振動」
但動量仍存在。
七、關鍵總結表

🎯 最終一句話(核心觀念)
「力來自動量守恆,不來自介質存在。」
或更物理一點:
只要某個東西攜帶能量流,就必然攜帶動量,就能施力。
電磁波就是這樣的東西。
















