光子靜止質量有上限的話,不就說明可能會有質量。那麼帶入愛因斯坦的質量改變公式,不就會無限大了

2022-04-11 17:20:47 字數 5514 閱讀 7158

1樓:my豐頭

客觀的講: 光子的靜止質量嚴格為零,這是一個科學假設,否則所有有關的經典理論,如庫侖定律、麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都會出現問題。相對論則依靠這個假設來解釋為什麼光子能達到光速,那就是因為光子沒有靜質量,否則它的速度要達到光速所需要的能量將無限大,也就是說它不可能達到光速。

這裡的「質量上限」是指光子的動態質量。而且此動質量被中國武漢華中科技大學教授羅俊及其同事實驗證實必定小於10-48千克,或者說是一個電子質量的1/1024。

到底光子有沒有靜止質量?

科學家稱,這如同一場賭注高昂的比賽。經典電磁理論是禁止光子具有任何質量的。如果這一理論不再適用,那麼其產生的後果將是根本性的。

同時他們也希望「光子的靜止質量嚴格為零」這一觀點能夠被實驗所證明。

所以我認為在光子的靜止質量沒被證實前,我們暫且只能相信和使用「光子的靜止質量嚴格為零」這一假設。

2樓:觀玄者

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。

說明了光子不是沒有質量,而是狹義相對論理論要求的光子必須是質量為零。

3樓:匿名使用者

這確實是相對論有問題的又一例證。

從數學上,可以用極限解釋,就是光子靜質量無限小,變換後,無限接近光子質量。而我們可測出靜質量的物質,變換後質量都是無限大。

但無理學不能這麼玩,不能建立在假設和猜想上。

愛因斯坦不知道太空不是真空、光有介質,瞎猜猜問題不大,我們還停留在愛因斯坦的知識水平,拒絕提高,就會停止進步。

光子有質量嗎?如果有,那根據愛因斯坦相對論,當光子以光速運動時,它的質量將無限大;

4樓:匿名使用者

光沒有靜止質量,但是有動量,動量又跟質量有關。有點亂,嘿嘿,來看下面說明:

首先要弄清楚所謂「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=∞,

5樓:儲欣德

光子有質量,光子既有靜止質量,也有動態質量。

廣義相對論 不是 宇宙的 終極理論。

愛因斯坦 也曾計算 光子的 靜態質量。沒有完全否定光子的 靜態質量。

所謂的質量無限大 是不存在的。都是在某些公式下,並且在諸多公式裡沒有體現的 苛刻條件下才會出現的 現象,實驗當中 根本不存在。

這還牽扯到 物理學對 質量的定義。粒子物理學認為,質量 是一種 慣性。這個宇宙中,單個粒子沒有無限大的慣性。

但是質量的定義 目前 也仍有爭議。

6樓:

光子的靜止質量為0 所以光速運動乘以無限大後,為一個有限值 並非無窮大

7樓:匿名使用者

光子不是實物粒子,它是沒有質量的

e=mc2是什麼意思? 20

8樓:我是一個麻瓜啊

質能方程e=mc²,e表示能量,m代表質量,而c則表示光速(常量,c=299792.458km/s)。由阿爾伯特·愛因斯坦提出。

該方程主要用來解釋核變反應中的質量虧損和計算高能物理中粒子的能量。這也導致了德布羅意波和波動力學的誕生。

質能方程即描述質量與能量之間的當量關係的方程。在經典物理學中,質量和能量是兩個完全不同的概念,它們之間沒有確定的當量關係,一定質量的物體可以具有不同的能量;能量概念也比較侷限,力學中有動能、勢能等。

在狹義相對論中,能量概念有了推廣,質量和能量有確定的當量關係,物體的質量為m,則相應的能量為 e=mc²。

9樓:熱詞課代表

mc原意是指說唱歌手,現在隨著mc的廣泛使用,逐漸衍生出許多意思來,也可以指能調節氣氛的人,會說rap的人還有能主持控制住全場的人,因此現在許多說唱歌手會在自己藝名前加上mc的字首,就是在暗示自己的職位是說唱歌手。

10樓:範德化

e=mc²是愛因斯坦質能方程。

質能方程即描述質量與能量之間的當量關係的方程。在經典物理學中,質量和能量是兩個完全不同的概念,它們之間沒有確定的當量關係,一定質量的物體可以具有不同的能量;能量概念也比較侷限,力學中有動能、勢能等。

在狹義相對論中,能量概念有了推廣,質量和能量有確定的當量關係,物體的質量為m,則相應的能量為 e=mc²。

質能方程e=mc²,e表示能量,m代表質量,而c則表示光速(常量,c=299792.458km/s)。由阿爾伯特·愛因斯坦提出。

該方程主要用來解釋核變反應中的質量虧損和計算高能物理中粒子的能量。這也導致了德布羅意波和波動力學的誕生。

擴充套件資料

質能方程的成就:

質能方程是愛因斯坦一生中最重要的成就之一,它用簡潔的形式闡明瞭質量和能量的關係.是現代物理學理論的基礎公式,至少在五十年之內不會被推翻的.

它的文字表述為,能量和質量是等效的,在一定條件下,質量可以轉化為能量形式存在,能量也可以轉化為質量形式存在.質量和能量單獨並不是嚴格守恆的,但是質能是守恆的。

阿爾伯特·愛因斯坦(albert.einstein,2023年3月14日—2023年4月18日),出生於德國符騰堡王國烏爾姆市,畢業於蘇黎世聯邦理工學院,猶太裔物理學家。

愛因斯坦2023年出生於德國烏爾姆市的一個猶太人家庭(父母均為猶太人),2023年畢業於蘇黎世聯邦理工學院,入瑞士國籍。2023年,獲蘇黎世大學哲學博士學位,愛因斯坦提出光子假設,成功解釋了光電效應,因此獲得2023年諾貝爾物理獎,2023年創立狹義相對論。2023年創立廣義相對論。

2023年4月18日去世,享年76歲。

愛因斯坦為核能開發奠定了理論基礎,開創了現代科學技術新紀元,被公認為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。2023年12月26日,愛因斯坦被美國《時代週刊》評選為「世紀偉人」。

11樓:小雪

霍金在《時間簡史》序言中寫道:「我朋友有建議我書中不要寫公式,那樣會嚇跑至少一半讀者,所以我考慮過不寫,不過後來我還是決定寫且僅寫愛因斯坦的一個公式『e=mc^2。』」這足見愛因斯坦的這個公式對相對論的巨大支撐,甚至是宇宙學說的根基!

這是愛因斯坦很著名的公式,可不要知其然而不知其所以然,好好看看正文吧!

目錄質能方程的推導

質能方程:e=mc^2是否違背了質量守恆定律?

e=mc^2,其中e代表完全釋放出來的能量,m代表質量,c代表光速 。

編輯本段

質能方程的推導

首先要認可狹義相對論的兩個假設:1、任一光源所發之球狀光在一切慣性參照系中的速度都各向同性總為c 2、所有慣性參考系內的物理定律都是相同的。

如果你的行走速度是v,你在一輛以速度u行駛的公車上,那麼你當你與車同向走時,你對地的速度為u+v,反向時為u-v,你在車上過了1分鐘,別人在地上也過了1分鐘——這就是我們腦袋裡的常識。也是物理學中著名的伽利略變換,整個經典力學的支柱。該理論認為空間是獨立的,與在其中運動的各種物體無關,而時間是均勻流逝的,線性的,在任何觀察者來看都是相同的。

而以上這個變換恰恰與狹義相對論的假設相矛盾。

事實上,在愛因斯坦提出狹義相對論之前,人們就觀察到許多與常識不符的現象。物理學家洛倫茲為了修正將要傾倒的經典物理學大廈,提出了洛倫茲變換,但他並不能解釋這種現象為何發生,只是根據當時的觀察事實寫出的經驗公式——洛倫茲變換——而它卻可以通過相對論的純理論推匯出來。

然後根據這個公式又可以推倒出質速關係,也就是時間會隨速度增加而變慢,質量變大,長度減小。

一個物體的實際質量與其運動狀態的關係可表示為:m=m/ (m為實際質量,m為靜止時質量)

當外力作用在靜止質量為m0的自由質點上時,質點每經歷位移ds,其動能的增量是dek=f·ds,如果外力與位移同方向,則上式成為 dek=fds,設外力作用於質點的時間為dt,則質點在外力衝量fdt作用下,其動量增量是dp=fdt,考慮到v=ds/dt,有上兩式相除,即得質點的速度表示式為v=dek/dp,亦即 dek=vd(mv)=(v^2)dm+mvdv,把愛因斯坦的質量隨物體速度改變的公式平方,得(m^2)(c²-v²)=m0^2*c^2,對它微分求出:mvdv=(c^2-v^2)dm,代入上式得dek=c^2*dm。上式說明,當質點的速度v增大時,其質量m和動能ek都在增加,質量的增量dm和動能的增量dek之間始終保持dek=c^2*dm所示的量值上的正比關係。

當v=0時,質量m=m0,動能ek=0,據此,將上式積分,即得 ∫ek0dek=∫m0m c^2*dm(從m0積到m)ek=mc^2-m0c^2

上式是相對論中的動能表示式。愛因斯坦在這裡引入了經典力學中從未有過的獨特見解,他把m0c^2叫做物體的靜止能量,把mc^2叫做運動時的能量,我們分別用e0和e表示:e=mc^2 , e0=m0c^2

一、質能方程的三種表達形式

表達形式1:e0=m0c2

上式中的m0為物體的靜止質量,m0c2為物體的靜止能量.中學物理教材中所講的質能方程含義與此表示式相同,通常簡寫為

e=mc2.

表達形式2:e=mc2

隨運動速度增大而增大的量.mc2為物體運動時的能量,即物體的靜止能量和動能之和.

表達形式3:δe=δmc2

上式中的δm通常為物體靜止質量的變化,即質量虧損.δe為物體靜止能量的變化.實際上這種表達形式是表達形式1的微分形式.這種表達形式最常用,也是學生最容易產生誤解的表達形式.

二、物體的靜止能量

物體的靜止能量是它的總內能,包括分子運動的動能、分子間相互作用的勢能、使原子與原子結合在一起的化學能、原子內使原子核和電子結合在一起的電磁能,以及原子核內質子、中子的結合能…….物體靜止能量的揭示是相對論最重要的推論之一,它指出,靜止粒子內部仍然存在著運動.一定質量的粒子具有一定的內部運動能量,反過來,帶有一定內部運動能量的粒子就表現出有一定的慣性質量.

在基本粒子轉化過程中,有可能把粒子內部蘊藏著的全部靜止能量釋放出來,變為可以利用的動能.例如,當π0介子衰變為兩個光子時,由於光子的靜止質量為零而沒有靜止能量,所以,π0介子內部蘊藏著的全部靜止能量

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