-
1 # 媽咪說MommyTalk
-
2 # 語境思維
很多人都有本題同樣的困惑:若按質能方程,沒人知道光子動質量是多少,不怪大家無能,都是質能方程惹的禍。有人不反思,隨意!
質量,與自旋/電荷/磁矩/勢能一樣,是物質的內秉屬性,有質量就一定有能量,有能量就一定有質量,內秉的質量與能量相輔相成且互為因果。光是物質,光子也有質量與能量。
那麼,如何計算量子自旋內秉的角動量、角動能呢?真空漣漪以光速作無序運動,真空漣漪牽動電子與質子以光速自旋。
電子:自旋勢能Ep=mc²=0.51MeV,自旋角動量L=mcr=9.1e-31×c×2.8e-15。
質子:自旋勢能Ep=mc²=938MeV,自旋角動量L=mcr=1.732e-15×c×8.5e-15。
光子:光子是電子的降維,光子沒有自旋,光子質量可按物質波計算m=h/(cλ)=hf/c²。
設伽瑪光子頻率f=1e26Hz,該光子質量m=7.4e-32kg。約0.1倍的電子質量。
-
3 # 智盈2
我們都知道,物體在做離開引力方向運動時會起重,且速度越快超重越大,反之,向引力中心方向運動時會失重。當物體接近光速執行時,自然該物體的質量會增加,並且會增加很多。至於是不是無窮大,這個還難說。因為物體不可能以超高速執行,當自身的運動速度達到一定程度時,其內部物質分子將會發生劇烈運動而導致該物體分解,最終成為粒子態,沒有了原本物體的特性。比如,物體向著巨大引力的“黑洞”執行並進入“黑洞”時,它將會被分解。至於光子的質量,現在普遍認為它的質量在超過光速時會顯現出來,而目前無法對光子的質量進行測量,所以談不上是不是無窮大或無窮小。也有人認為光子沒有質量,這種觀點是不承認光子是粒子的,認為光子是能量,所以沒有質量。我認為,光子具有質量,但無法測量,因為我們捉不住它。但它不會以超光速運動,一旦超過光速,它也就不是“光子”了。歡迎其他人發表評論,提出你的觀點。
-
4 # 秦春冃
物體和光線是永遠分不幵的,才能有質量的保護會無限有,也會自有永有。那是耶穌基督文化的人。無限的質量靠在自學運用才能行動,這是在整體裡的子民,心動要行動,是能行走動的每個教會者且行且珍惜人類。
那麼光子的質量為什麼......?因為物窮大是無質量,沒有光的存在照到內心靈,靈裡枯燥沒有水分營養,人的心不裝光子,這是樹大不結實。物窮大無用,窮物大不用。
耶穌基督是光,晝夜都是他。人想為光子大,那就不要在貪物窮。
-
5 # 艾伯史密斯
答:我可以給出一個理解方式,僅作為參考和借鑑:那是因為光子不存在加速過程,光子一經產生就以光速執行。
根據俠義相對論質增方程,一個有質量的物體加速的話,質量會越來越大,到達光速時質量無窮大。
然而,這裡卻有一點被人忽略了,就是在考察相對論質增方程時,我們無意地假設了物體存在加速過程。
只要有加速過程,有質量的物體就不會達到光速;但是光子並沒有加速的過程,光子一經產生就以光速執行,運動賦予光子動質量,所以光子的動質量不受質增效應影響,也就不會產生無窮大的質量。
以上就是我提供的,一個理解方式。
有物理學家利用這個原理,設計曲速飛船,也叫做空間曲速推進器,就是為了繞過宏觀物體的加速過程,繞過質增效應,然後讓飛船接近甚至到達光速,不過目前只是設想而已呢。
-
6 # 科學認識論
這個問題問的好 ! 對這個問題的深入解答將讓你收穫許多知識
提問者明顯是把光子質量如何計算的因果關係搞錯了。光子的質量分為靜止質量和運動質量,題目說的質量指的是運動質量,靜止質量不是直接測量出來的,而是理論上反向推算出來的。
你知道光子是怎麼來的嗎?光子的質量是怎麼計算的?如果把這兩個問題搞清楚了,題主的疑惑就會煙消雲散。那麼我將一一解答!
光子的產生大體可以分為兩種方式:
①原子核外的電子自己受到了外來能量刺激而釋放 (受激輻射)
②電子從高能級躍遷到低能級而主動發出光子(自發輻射)
光子是基本粒子,不可再分,所以也稱光量子。光子一旦出生就必須以光速運動,壓根就停不下來。現在有中國科學家試圖讓光子停下來,但是停下來的光子物理性質就變了,它將會變成其他屬性的未知粒子。目前為止,沒有任何國家的研究團體讓光子能停下來,但可以肯定:停下來的光子將不再是光子!
說到這裡,你就知道光子多麼任性了! 一出生就以光速飛行,即便停下來也將改變物理屬性,真有 寧為玉碎,不為瓦全的英雄氣節!
光子首先是物質,是物質就有質量,那麼光子的質量到底是怎麼測量的? 我們一般情況下測量某種物質的質量,就是等它靜止下來再測,因為這樣很方便啊。可是人家光子停不下來啊,你根本找不到靜止的光子,但這可難不倒物理學家!
有相對論和量子力學在此,測量你個光子的質量豈不是玩一樣。首先祭上普朗克的公式E=hv
h是個常數,v代表光子的頻率,E則是光子的能量。那麼想知道光子的能量,只需知道它的頻率即可。
光子的頻率測出來後,就知道了其蘊藏的能量大小E了。而且我們還有愛因斯坦的質能方程啊,質量方程告訴我們,質量和能量是等價的,它們之間可以互換。質能方程E=mc²,E是物質的質量,c是永恆不變的光速。那麼把第一步算出來的光子能量E代入質能方程中,就可以解出來光子的質量。其實這時候解出的光子質量是運動質量也稱相對論質量。
狹義相對論的質量膨脹效應又告訴我們,一個有靜止質量的物體,其運動速度不可能超過光速。既然光子這種物質可以光速運動,也就意味著它沒有靜止質量,也就是說它的靜止質量必須為0
實在看不懂的話,直接帶入公式吧,你自己算一下,光子的靜止質量就出來了了。
公式中,m為光子的運動質量,v為光子質量也就是光速,算出來的答案是沒有意義的。其實結果也就告訴我們,沒有靜止下來的光子!
-
7 # 賽先生科普
這個問題蠻好的。至少說明大家瞭解了狹義相對論裡的質增公式,但是有一點,這個公式只對具有靜止質量的物體才有效。
“靜止質量”這個要圈起來,考試要考。。哈哈
說到這,關鍵原因就出來了。因為咱們的光子沒有靜止質量,所以說質量增加對它無效。
可能這時有人會提出疑問,光子既然沒有靜止質量,那它哪來的能量呢?愛因斯坦的質能方程擺在那呢,有能量就說明有質量,那麼這裡的光子質量怎麼說?
沒錯,質能方程是對的。所以這裡的光子質量,我們把它稱為相對論質量,不過這和靜止質量是兩碼事。
其實我們可以換個角度來考慮。因為光速不變原理,無論我們本身的速度怎樣,測量的光速一直是不變的。那就說明了,即便可以給光子測質量,測出來的也是相對論質量。
上圖為光子能量,和質能方程合一起就可以求出光子質量。
期待您的點評和關注哦!
相關內容
- 根據相對論,有質量的物體加速到光速質量也會變得無窮大,其引力會發生變化嗎?
- 根據相對論電子在電線裡面做光速運動,那質量會變無窮大嗎?為什麼?
- 任何物體如達到光速其質量會變得無窮大,光子的質量為什麼是無窮小?
- 宇宙的膨脹速度超過了光速,這和相對論不矛盾嗎?
- 經典時空下不變的空間距離除以相對論時空下不變的光速,這樣的計算方式是否正確?
- 相對論中所說的運動中的火車的中點向車頭車尾同時發射的光子不能同時到達是真的嗎,為什麼?
- 物體速度不能超過光速,有沒有可能是接近音速時受到一股強大的阻力,而阻力的來源是光子?
- 相對論中速度趕上光速,時間就靜止了嗎?為什麼?
- 電的速度達到光速了嗎?如果達到,是否和相對論有衝突?
- 假如光速變得無窮大,會出現哪些現象?
首先需要正確理解:“物體速度接近光速質量會無限”這句話。
相對論是一種相對效應,也就是參考系效應。就拿“一個運動的物體”這句話來說,準確的說法應該是:“對於我們來說運動的物體”,因為在我們眼中物體在運動,而如果物體做勻速運動,在物體自身參考系內,它認為自己是靜止的。
相對論就是基於這種相對性原理而引發的效應。如果我們將相對的兩個參考系分別建立時空座標系S、S‘(包含x、y、z、t),則S系與S’系滿足一定的變換公式,這個公式叫做洛倫茲變換。
現在回到題主的問題,為什麼運動的物體質量會無限大呢?
因為根據洛倫茲變換可以推匯出兩個參考系質量變換公式:
式中,m為動質量,m0為靜止質量,當運動速度v趨近去光速的時候,分母趨近於0,所以動質量趨近於無限大。
那麼為什麼光子的質量不是無限大呢?
因為光子的靜止質量m0=0,也就是說光子沒有靜止質量,但並不意味著光子的動質量也是0哦,只是這個公式對光子來說不再適用了。
光子的動質量需要透過著名的質能方程來計算,也就是E=mc²,又因為光子的能量E=hv,式中h為普朗克常數,v為光子的頻率,所以光子的動質量為:
這個數值不是趨近於無窮大,恰恰相反,小的可憐。