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  • 1 # 媽咪說MommyTalk

    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。

  • 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。

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