作业帮光子没有质量为何有动量
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/08 09:50:04
光子没有质量为何有动量
光子不是没有质量,而是具有一个确定的质量.
提出光子没有静止质量的原因是,狭义相对论指出（很多实验也已经证明）,物体高速运动时其质量增加.但质量的这种增加不能被任何与光速运动物体一起运动的人所察觉,而只能由身处可以看见物体高速运动的参考系中的观测者探测到.对这样的观察者来说,测得的运动物体质量的增加符合相对论力学方程式,而如果物体能以光速运动的话,质量将增加到无穷大.这就是任何“亚光速”物体永远不可能加速到光速的原因之一.
要避免真正以光速运动的物体——比如光子本身——拥有无穷大质量,唯一的办法就是令其静止质量为零.静止质量概念对光子而言是没有什么意义的,因为光子在任何参考系中都永远不会静止；狭义相对论的基础就在于,从任何参考系测得的光速都相等.但传统上说一切以光速运动的实体的静止质量等于零,是因为这样可以方便地得出它们以光速运动时的质量让人为零.
在当时的条件下,认为光子有无质量是无关紧要的,对科学研究影响不大.现在还说光子没有质量,就会影响物理学的发展,所以应该改变观点,确定光子是具有一定质量的.
那么光子是否具有质量?从原子核聚变的性质可以看出光子是具有一定的质量.二十世纪六十年代,国际上统一规定,以碳同位素 126c作为基准,规定它的原子量为一个整数：M（ 126c6）=12,0000000u.可以得到M（10n1）=1.0086652n,M（11 H0）=1,0078252n,M (21D1)=2,0141022n.我们知道一个中子与氢原子结合,转变成一个氘原子.一个中子加一个氢原子之和是2,0164904u.结果比一个氘的原子量M（21D1）大出0,0023882u.原来氢原子与中子结合时,用仪器可以测出放出一个光子y.这个光子的能量经测定hy=2.225mer.从质量与能量的当量关系可得:1u=931,50mer.中子与氢原子结合形成氘原子时,质量亏损：m=0.0023882u.亏损能量：E=0.0023882×931.50=2,225mer.亏损能量正好与实验测量到的y光子能量符合.说明中子与氢原子结合时,质量减少了,减少的质量同时转化到新产生的光子身上,所以说光子是具有能量也具有质量的.2,225mer能量光子正好带走0,0023882u的质量.所以中子与氢原子结合时,反应前后的质量是严格守恒的,能量转化也是严格守恒的.由于质量和能量之间存在着严格的当量关系,一个守恒保证另一个守恒.在中子与氢原子结合中,有一部分能量转移给了新产生的光子,同时也把相应的质量转移到这个光子的身上.所以说光子本身是具有质量和能量的.光子是电磁波的一种,光子具有质量,也就是说电磁波具有质量.
许多人都说光子没有质量,实际上光子是有质量的.
提出光子没有静止质量的原因是,狭义相对论指出（很多实验也已经证明）,物体高速运动时其质量增加.但质量的这种增加不能被任何与光速运动物体一起运动的人所察觉,而只能由身处可以看见物体高速运动的参考系中的观测者探测到.对这样的观察者来说,测得的运动物体质量的增加符合相对论力学方程式,而如果物体能以光速运动的话,质量将增加到无穷大.这就是任何“亚光速”物体永远不可能加速到光速的原因之一.
要避免真正以光速运动的物体——比如光子本身——拥有无穷大质量,唯一的办法就是令其静止质量为零.静止质量概念对光子而言是没有什么意义的,因为光子在任何参考系中都永远不会静止；狭义相对论的基础就在于,从任何参考系测得的光速都相等.但传统上说一切以光速运动的实体的静止质量等于零,是因为这样可以方便地得出它们以光速运动时的质量让人为零.
在当时的条件下,认为光子有无质量是无关紧要的,对科学研究影响不大.现在还说光子没有质量,就会影响物理学的发展,所以应该改变观点,确定光子是具有一定质量的.
那么光子是否具有质量?从原子核聚变的性质可以看出光子是具有一定的质量.二十世纪六十年代,国际上统一规定,以碳同位素 126c作为基准,规定它的原子量为一个整数：M（ 126c6）=12,0000000u.可以得到M（10n1）=1.0086652n,M（11 H0）=1,0078252n,M (21D1)=2,0141022n.我们知道一个中子与氢原子结合,转变成一个氘原子.一个中子加一个氢原子之和是2,0164904u.结果比一个氘的原子量M（21D1）大出0,0023882u.原来氢原子与中子结合时,用仪器可以测出放出一个光子y.这个光子的能量经测定hy=2.225mer.从质量与能量的当量关系可得:1u=931,50mer.中子与氢原子结合形成氘原子时,质量亏损：m=0.0023882u.亏损能量：E=0.0023882×931.50=2,225mer.亏损能量正好与实验测量到的y光子能量符合.说明中子与氢原子结合时,质量减少了,减少的质量同时转化到新产生的光子身上,所以说光子是具有能量也具有质量的.2,225mer能量光子正好带走0,0023882u的质量.所以中子与氢原子结合时,反应前后的质量是严格守恒的,能量转化也是严格守恒的.由于质量和能量之间存在着严格的当量关系,一个守恒保证另一个守恒.在中子与氢原子结合中,有一部分能量转移给了新产生的光子,同时也把相应的质量转移到这个光子的身上.所以说光子本身是具有质量和能量的.光子是电磁波的一种,光子具有质量,也就是说电磁波具有质量.
许多人都说光子没有质量,实际上光子是有质量的.