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光子一般來說是沒有質量的,這是物理學家在用狹義相對論來形容光子的粒子性時所說的。邏輯是是辯證的,是要從多角度去思考的,就和如下的例子一樣。找一個孤立的系統(稱為“粒子”)並加速它到一個速度v(速度v是向量)。牛頓定義這個粒子的動量為p(也是向量)這個動量p在這個粒子加速過程或碰撞中表現為一種簡單的形式。對於這簡單形式,動量p正比於v。

這個正比的係數被稱為這個粒子的質量,所以我們可以得出動量表達式p=mv。在狹義相對論中,動量定理依然存在,我們依然能定義粒子的動量p並且用明確直接地方式表現出來,這是牛頓物理理論的拓展。現在,儘管動量p和速度v仍是同一方向,但他們不再是普通的藉由質量m的正比關係。我們能做的就是透過粒子的相對論質量mrel關聯它們

當粒子處於靜止狀態的時候,其相對論質量為“靜止質量”,即mrest 的最小值,此質量對於所有相同粒子都是相同的。舉例來說,所有質子都有相同的靜止質量,而且所有電子也有相同的靜止質量,中子也不例外,這些質量可以很容易就查到。當一個粒子不斷加速時,它的相對論質量將無限制增加。

事實證明,在狹義相對論中,我們能夠定義“能量” E的概念,從而使能量E具有像牛頓力學中一樣直觀且定義明確的屬性。 當粒子被加速以使其具有一定的動量p(向量p的長度或模長)和相對論質量 mrel,其能量為

And also

在第二個等式中,有兩個很有趣的事情:

如果這個粒子在靜止狀態,動量p=0,

如果我們不管它是否合理並設靜止質量為0,

在經典的電磁理論中,光具有能量E和動量p,而這些恰好與E = pc相關。 量子力學引入了一種思想,即光可以看作是“粒子”的集合:光子。儘管光子是“停不下來的”所以靜止質量的概念並不適用於他們,我們可以透過僅認為他們沒有靜止質量並把這些粒子引進等式(1)的摺疊中。如此一來,等式(1)就給出了了光的正確表示式還沒什麼“壞處”。等式(1)現在能用來應用於物質和光的“顆粒”。它現在是一個完整而且很有用的公式。

在研究這個問題的時候,我找到了一個驚人的解釋。

關於這個問題的另一種看法是光子沿直線在空間中移動,但引力使時空彎曲。 (也可以將引力視為由於質量引起的時空彎曲)。

還有,誰說引力僅適用於質量或度量質量的概念是正確的?的確,我們用物體的質量,物體之間的距離和一個稱為重力常數的修正量來測量引力。但這並沒有說明重力是什麼以及它會受到什麼影響。

質量的兩個東西使這個問題變得更迷惑:引力力分量和慣性分量。它們之間具有很強的相關性,但又不完全相同。

我敢肯定還會有其他答案,能量和質量之間是對等的。能量被量化並且具有動量。感謝愛因斯坦! (btw這就是他獲得諾貝爾獎的原因,他解釋了光電效應,而不是相對論)。你可以從這裡開始看看以獲得光子的有效質量。

我覺得關於質量的定義有一些疑惑。

維基百科的定義

“在物理學中,質量是物理物體的屬性。通常,它是對物體施加力時抵抗改變其運動狀態的抵抗力的一種度量。它取決於物體對其他物體的相互引力的強度”

如果我們將這兩個特徵分開,那麼我覺得對光子是否具有如下的一個或兩個(關於其質量的定義)的問題將變得很清楚:

質量=抵抗加速度的量度

質量=引力的量度

光子是否有質量?正式來說,沒有。

大多數人覺得,一個巨大天體的引力可以“拉動”並改變光的軌跡。從這個意義上講,光子具有質量。

光子具有可以透過實驗驗證的動量。從這個意義上講,光子具有質量。

當光子吸收到物體中時,會增加物體的質量。從這個意義上講,光子具有質量。

光子沒有定義“質量”是“抵抗加速度的量度”因為光子始終以光速運動。他們從不休息,它們也不會因摩擦而失去速度。但這可以用德布羅意方程和導波的概念來解釋。

電磁輻射的能量和動量的經典公式可以根據光子效應來重新表達。例如,物體上的電磁輻射的壓力源自單位時間和單位面積向該物體的光子動量傳遞量,因為壓力是每單位面積的力,而力是每單位時間的動量變化。”

“發射光子的系統的能量根據射出光子的能量E減少,這可能導致質量以 / 減少。類似地,吸收光子的系統根據吸收的光子增加了相應的質量。”

FY: quora

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