為何光子的靜質量為零?

2021-01-14 圍星

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針對於這個問題我說說我的觀點。光子的靜質量為零，這是在相對論中定義的，一方面是為了數學上的自洽，也有推導過程。


根據相對論的描述，光子由於無法靜止，所以它沒有靜止質量，所以光子只具有相對論質量。從波的角度看，光子具有兩種可能的偏振態和三個正交的波矢分量，決定了它的波長和傳播方向；從粒光子晶體結子的角度看，光子靜止質量為零，電荷為零，半衰期無限長。光子是自旋為1的規範玻色子，因而輕子數、重子數和奇異數都為零。



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，如果光子靜止質量不為零，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=hν/c2。




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    主題目錄如下：為什麼光子沒有靜質量靜質量從何而來為什麼光子沒有靜質量靜質量（Rest Mass）——也可以譯作剩餘質量，又稱不變質量而規範不變性要求規範場玻色子（如光子、膠子）的靜質量為0。拉格朗日函數（Lagrangian Function）——是粒子系統的動能減去其勢能的運算。
  • 光子的靜止質量為零,為什麼還能被黑洞吸引?
    普朗克首次提出了電磁波攜帶的能量是量子化的，不同頻率電磁波的能量量子為hν，而且他認為光子一份一份的能量單元仍然是一種振動的波，但是愛因斯坦則認為這一份一份的能量單元不是那麼簡單的，當時只知道光是一種電磁波。
  • 宇宙中有沒有質量等於或小於零的物質?
    哈嘍大家好這裡是家比劉韓未是貧，每天小編都會跟大家分享有趣好玩的科普內容，本文由家比劉韓未是貧原創撰寫，未經允許禁止其他媒體轉載，接下來我們就步入正題：如果我們問，是否存在質量為零的蘋果？或是否存在質量為負數的橘子？對此，你一定會覺得很奇怪。
  • 如果光子有質量，那麼整個現代物理學體系將會怎麼樣？
    而玻色子中的光子和膠子就屬於沒有被賦予質量的。儘管光子的靜質量為0，但是它是有能量的。因為光子是擁有質量和電荷這些標籤（屬性）的，只是這些屬性的數量值為零。目前主流物理主張，慣性質量的來源是希格斯粒子。希格斯粒子與基本粒子相互作用產生了質量,這個質量也就是我們所討論的慣性質量。
  • 如果光子有質量,那麼整個現代物理學體系將會怎麼樣?
    基本粒子通過希格斯機制獲得了質量，而一部分粒子沒有任何影響還是零質量。而玻色子中的光子和膠子就屬於沒有被賦予質量的。儘管光子的靜質量為0，但是它是有能量的。因為光子是擁有質量和電荷這些標籤（屬性）的，只是這些屬性的數量值為零。目前主流物理主張，慣性質量的來源是希格斯粒子。
  • 光子可能有質量
    光子質量是否為零，決定了我們所掌握的很多物理定律是否正確，因此這可不是科學家隨便尋開心，假設了一些東西來玩。既然說光子質量可能不為零，那就得拿出證據來，比如的確測量到了光子的質量。讓光子參加長跑比賽其實自1930年以來，就不斷有科學家提出，光子很可能是有質量的。既然光子的質量不一定為零，那麼如果光子有質量會怎麼樣呢？
  • 什麼是光子的質量?
    什麼是光子的質量？這個問題分為兩個部分：光子有質量嗎？畢竟它有能量，能量是相當於質量的。量子力學引入了這樣一種觀點：光可以被看作是一種「粒子」的集合：光子。即使光子不能靜止，所以靜止質量的觀點不能真的適用於他們，但我們肯定能把光的「粒子」帶入摺疊方程(1)，只要考慮到它們沒有靜止質量。那樣，方程 (1)給出了光的正確表達式，E = pc，而且沒有任何損失。方程(1)現在能夠應用於物質的粒子和光的「粒子」了。
  • 光子有沒有質量,為何被黑洞吸引?
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  • 光子具有靜止質量嗎
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  • 質量為10克的鐵球無限接近光速,如何擊碎地球?愛因斯坦:小意思
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  • 任何物體如達到光速,質量會變得無窮大,光子質量為什麼不是呢?
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  • 光子是粒子還是能量?它有質量嗎?
    1926年，化學家劉易斯最先提出了「光子」這個概念。光子與普通物質的差異在近代物理學理論中，光子通常被看作是無質量的粒子。無質量與有質量之間有本質性的區別，所以光子的行為與有質量粒子有根本性的不同，可以說，光子與普通物質之間的鴻溝是不可逾越的。
  • 光子有沒有質量,為何被黑洞吸引?愛因斯坦:自己跑進去的
    距離圓心R為半徑的球體表面稱之為視界，任何物體越過視界，都無法逃離，包括光。由於光線無法傳出，所以看起是黑色的，因此黑洞叫做黑洞。 綜上所述：光子無法逃離黑洞與質量無關，只是因為黑洞質量太大，體積太小，導致逃逸黑洞所需的速度大於光速
  • 中微子的速度非常接近光速,為何質量沒有趨於無窮大?
    日常生活中，一個物體不論是靜止還是在運動，一般不會考慮其質量的變化。在牛頓力學中，物體的質量與物體的運動狀態沒有關係。1905年愛因斯坦給出狹義相對論後，人們才認識到物體的質量會隨速度的增大而增大，並且當速度趨近於光速時，物體的質量會趨於無窮大。