光子有質量嗎?

2007-08-05 4:18 pm
相對論說,
所有有能量的量子都有質量,
正如兩杯完全一樣水,
較熱的較重(雖重極少),
但,
如果有,
根據相對論,
當光子在光速下,
時間會停止,
它也動不了。

回答 (3)

2007-08-05 7:54 pm
✔ 最佳答案
依愛因斯坦的理論光子是有質量的。
只不過他說光子的靜止質量mo是零,依相對論,物質運動時的質量m等於

m = mo / √(1 – v2/c2)
公式中 v 是它的速率,c 是光速,mo = 靜止質量。

但比較特別地光子的速率是光速c,若將這數值代入上式
1 – v2/c2 = 1 – c2/c2 = 0,代入上式分母便是零。不過考妙地,光的靜止質量亦為零。依數學的性質零除零等於任何數字。所以光子是可以有質量,但沒有人能說給你知它的質量是什麼?

注意沒有靜止的光,需光子一定以光速運動,所以質量是零是不會發生。

光子的質量是多少,沒有人知,但光子的動量則是一已知的數字
物理學家,用光射至一束運動中的電子,發現光和電子碰撞後會產生散射現象,光子的電子的碰撞竟然和粒子的碰撞相似,光子和電子相撞後會射至不同的角度,如桌球間的相撞相若,當光散射至不同角度後它的波長λ會改變,若將光子的動量 p 定為
p = h/λ 時,竟然可以遵守動量守恒的性質。
因此愛因斯坦便提出光的粒子性。

結論:光子是有質量,但質量是多少沒有人能說給你知。

你所說的在相對論中提及
當光子在光速下,時間會停止,它也動不了。
這說話是不正確,因為在相對論中,光速是常數。
它是指其他物質(不是光),當它的速率接近光速,時間便會變慢,愈近光速時間便愈慢,所以光速是速率的極限,其他物質是不能接到光速。
至於也不動了,不是指物體不動,是指時間停頓了。
2007-08-09 2:28 am
光子在靜止的情況下,是無質量的(即 m0 )(或很少少),但是相對論告訴我們,光速在任何情況下都是每秒30萬公里(因為每個人的時間都是不同的,除非在絕對零度下(卡氏0度(0K) 、攝氏-273度)。相對論是用來解決光的不平常性能,即(為甚麼光速在任何情況下都
是每秒30萬公里,不可能慢下來)(不只是光子,任何玻色子(即自旋為整數,例如光子的自旋為1)的速度都是每秒30萬公里)(組成我們世界的物質稱為費米子(即自旋為分數,例如1/2、3/2,而電子的自旋是1/2)。
光子不會動下了是因為它是玻色子(在量子力學),而且是一個常數(C=300000000m/s)(在相對論),而費米子則會受到速度的影響,但永遠不會達到光速,因為質量會等於無限,而無限質量則需無限能量推動。

光子的資料:

強荷:0

弱荷:不等於0

電荷:0

參與交互作用:電磁作用

受作用力:引力作用

自旋:1

半衰期:無限

如果你對這方面很有興趣,可以買本時間簡史睇睇!

2007-08-08 18:57:07 補充:
根據量子力學的波粒二像性,利用粒子/波動這些述語已不能好好描述它們,而它們實際上是粒子和波動的混合態。因為我們稱作粒子的東西已不像我們想像般有確定的位置,而是一團機率波。而我們稱作波的東西已不像以往物理學家想像般可以有任意的能量,而只可以是E=hv,即是普郎克常數乘以波長,就像粒子一樣。h=6.62負34次方 焦耳參考資料: 時間簡史、上帝摘骰子嗎?

2007-08-09 18:59:00 補充:
"但是相對論告訴我們,光速在任何情況下都是每秒30萬公里(因為每個人的時間都是不同的,除非在絕對零度下(卡氏0度(0K) 、攝氏-273度)。"這句錯了,因為根據量子力學的不確定性原理(公式: p*q不等於q*p,即是 粒子的位置 乘以 粒子的速度 並不等於 粒子的速度 乘以粒子的位置,即是這公式不守乘法交換性質 ,這公式說明不可能同時完全準確地計算出粒子的位置&粒子的速度,所以就算到了絕對零度,粒子也帶有零點能量(半個量子)(E=hv/2)。(p及q的不確定性亦可推至t及e(時間&能量,即 t*e不等於e*t)
參考: 時間簡史等等......
2007-08-05 5:41 pm
基本性質
質量: 0
電荷: 0
自旋: 1
受作用力: 引力
傳遞作用力: 電磁力
半衰期: 穏定

光子(photon)的原始稱呼是光量子(light quantum),即電磁波的量子。


歷史
20世紀初,德國物理學家普朗克提出了一個假設,即電磁波(包括光)只能以一種能量包,即量子的形式被發射或吸收。他發現,基於這個假設,黑體輻射現象能夠得到很好的解釋。

1905年,愛因斯坦認為光量子真實的存在,現在稱為光子。光子理論很好地解釋了光電效應。
參考: wiki & 量子力學


收錄日期: 2021-04-12 20:47:43
原文連結 [永久失效]:
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