光子沒有質量為何有動量,光子沒有質量,為什麼有動量

2021-08-14 20:55:59 字數 2969 閱讀 8346

1樓:觀玄者

光子不是沒有質量,而是具有一個確定的質量。

提出光子沒有靜止質量的原因是,狹義相對論指出(很多實驗也已經證明),物體高速運動時其質量增加。但質量的這種增加不能被任何與光速運動物體一起運動的人所察覺,而只能由身處可以看見物體高速運動的參考系中的觀測者探測到。對這樣的觀察者來說,測得的運動物體質量的增加符合相對論力學方程式,而如果物體能以光速運動的話,質量將增加到無窮大。

這就是任何“亞光速”物體永遠不可能加速到光速的原因之一。

要避免真正以光速運動的物體——比如光子本身——擁有無窮大質量,唯一的辦法就是令其靜止質量為零。靜止質量概念對光子而言是沒有什麼意義的,因為光子在任何參考系中都永遠不會靜止;狹義相對論的基礎就在於,從任何參考系測得的光速都相等。但傳統上說一切以光速運動的實體的靜止質量等於零,是因為這樣可以方便地得出它們以光速運動時的質量讓人為零。

在當時的條件下,認為光子有無質量是無關緊要的,對科學研究影響不大。現在還說光子沒有質量,就會影響物理學的發展,所以應該改變觀點,確定光子是具有一定質量的。

那麼光子是否具有質量?從原子核聚變的性質可以看出光子是具有一定的質量。二十世紀六十年代,國際上統一規定,以碳同位素 126c作為基準,規定它的原子量為一個整數:

m( 126c6)=12,0000000u.可以得到m(10n1)=1.0086652n,m(11 h0)=1,0078252n,m (21d1)=2,0141022n.

我們知道一箇中子與氫原子結合,轉變成一個氘原子。一箇中子加一個氫原子之和是2,0164904u.結果比一個氘的原子量m(21d1)大出0,0023882u。

原來氫原子與中子結合時,用儀器可以測出放出一個光子y。這個光子的能量經測定hy=2.225mer.

從質量與能量的當量關係可得:1u=931,50mer.中子與氫原子結合形成氘原子時,質量虧損:

m=0.0023882u.虧損能量:

e=0.0023882×931.50=2,225mer.

虧損能量正好與實驗測量到的y光子能量符合。說明中子與氫原子結合時,質量減少了,減少的質量同時轉化到新產生的光子身上,所以說光子是具有能量也具有質量的。2,225mer能量光子正好帶走0,0023882u的質量。

所以中子與氫原子結合時,反應前後的質量是嚴格守恆的,能量轉化也是嚴格守恆的。由於質量和能量之間存在著嚴格的當量關係,一個守恆保證另一個守恆。在中子與氫原子結合中,有一部分能量轉移給了新產生的光子,同時也把相應的質量轉移到這個光子的身上。

所以說光子本身是具有質量和能量的。 光子是電磁波的一種,光子具有質量,也就是說電磁波具有質量。

許多人都說光子沒有質量,實際上光子是有質量的。

2樓:超級車模

高中物理的話…對於高速的光子,它的動量表現為一種能量,而不再是質量與速度的乘積了。

3樓:匿名使用者

相對論的動量和經典的動量不一樣,不是質量乘速度

4樓:北方的_雪

速度高、這個是質能守恆理論解釋的。

光子沒有質量,為什麼有動量

5樓:匿名使用者

光子由於無法靜止,所以它沒有靜止質量,這兒的質量是光子的相對論質量.

光子的靜止質量嚴格為零,本質上和庫侖定律嚴格的距離平方反比關係等價,如果光子靜質量不為零,那麼庫侖定律也不是嚴格的平方反比定律.所有有關的經典理論,如麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都依賴於光子靜質量嚴格為零的假設.從愛因斯坦的質能關係和光量子能量公式可粗略得到光子質量的上限:

m=hv/c^2

(計算方法是這樣的:首先,由於頻率為v的光子的能量為e=hv,故由質能公式可得其質量為:m=e/c^2=hv/c^2

其中c^2表示光速的平方)

光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關;或者說僅與波長λ有關.從而得到光子的動量大小為 p=h/λ=hv/c .

6樓:匿名使用者

光子沒有靜止質量,但具有運動質量

7樓:浪雪封塵

只能說微觀世界的規則與巨集觀不同

光子是能量的聚集,沒質量 ,那為什麼有動量?

8樓:富儉蟻倩

你好!靜止的光子沒有質量,運動的光子有質量,也就有動量。

希望對你有所幫助,望採納。

9樓:匿名使用者

質能方程解釋了質量和能量之間的關係,物體運動時能量大,質量也會變化,光子是靜質量為零,但運動時具有動質量,也就有動量

10樓:匿名使用者

靜止的光子沒有質量,運動的光子有質量,也就有動量。

11樓:卡農王子

學過相對論沒?

相對論裡面有個動量和能量的關係

光子沒有質量為什麼有能量,求推倒公式

12樓:爬山虎

是不是認為動量是質量與速度的乘積,所以質量為0的東西,動量也應該為0.如果這樣理解動量,那也太對不起“動量”這個名詞的偉大含義了。不過即使我們堅持要這樣理解,那也要弄清楚所謂“靜止質量”與“運動質量”的區別。

運動時候的質量是按照e=mc^2來計算的,其中e是光子的能量。所謂光子質量為0,是說光子沒有靜止質量,但並不意味著光子沒有運動質量。我們要是願意把運動質量m和光速c乘起來,還真的可以得到一個不為零的光子的動量p=mc=e/c.

這說明了光子是可以有動量的(只要我們用正確的方法來計算)。

其實,速度也有兩種度量方式:一種是“經典速度”=空間/時間,另一種是“協變速度”=空間/固有時間(原時)。這樣計算動量的方法也有兩種,一種是:

動量=運動質量×經典速度,

另一種是:

動量=靜止質量×協變速度。

兩種辦法的結果是一樣的。對於能量為e的光子來說,我們分別有:

靜止質量=0,

運動質量=e/c^2,

經典速度=c,

協變速度=∞,

自己算算動量是多少,不要乘錯了。

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