光子為什麼沒有質量?

時間 2021-05-07 14:41:01

1樓:

光子只是沒有靜質量,但是存在動質量。在無對稱破缺的前提下,阿貝爾規範場的量子必須是無質量的、不帶電荷的玻色子,對應於電磁場,這種規範對稱性反應為複數的局域U(1)對稱性。如果光子的靜質量不為零,那麼電磁學下現有的麥克斯韋方程組和庫倫定律都不能成立。

舉個例子,分母可以趨於零但永遠不能為零,否則現代數學體系也就不復存在了。

你後面所提出的這些問題都是侷限在牛頓經典力學的角度去看的,對於物理學來說那只是相當於《三國演義》的幼兒拼音故事版。經典力學只適用於低速運動的巨集觀體,因為力的本質是動量而不是質量。

2樓:rdu

「光子」是個假設的「粒子」,當然可以沒有質量,蒲朗克常數的物理意義都不明確,談光子還有意義嗎?有沒有人能回答我:h 代表了什麼物理?

這個值是蒲朗克給定的,知其然,不知其所以然,請教!

3樓:鄭莊公

光子沒有質量,指的是光子沒有靜質量,不是指光子沒有動質量。

那麼為什麼光子沒有靜質量呢?

原因非常簡單。

假設光子有靜質量,那麼按照相對論的公式來算,光子以光速運動,它的動質量就會是無窮大。這顯然不可能。可是如果光子沒有靜質量,那麼按照相對論的公式來算,它的動質量就是0,這又不符合量子物理學的研究結果,因為量子物理學的研究結果是,光子的動質量必須是某某某(這個具體的數值我記不住了,有興趣的同學可以自己查)。

這樣就出現矛盾了——光子的靜質量是0也不行,不是0也不行。

所以就出現了個怪胎,物理學家們只好強硬規定光子的靜質量為0,並有少許的動質量(就是那個某某某)。

原因就這麼簡單。凡是解釋得複雜的,都不懂相對論。

相對論和量子物理的公式的正確是無疑的,怪都怪光子錯了。

以前聽說過病人生錯病的笑話。說的是乙個病人到醫生那裡看病,病人訴說病情,醫生翻開醫書查對,發現病人訴說的病情和醫書裡寫的不一樣,就對病人說: 你生錯病了,我的書本是對的,請回去重新生病。

4樓:可可西里

個人認為:

光子只能以光速存在,而且只有這一種狀態,所以他是有質量的,零速度下的質量為零,他不是光子,

說乙個現象:

雷射切割現象是有很多高動能的光子集合在一起,組合成乙個動能很大的集合體來進行切割的,而現實生活中可見光照到我們身上沒有感覺只是因為動能太小我們無法感知,

從這一點來說,光子集合體也可以作為一種宇宙飛船推進劑,利用光速動能來推動宇宙飛船的飛行,這是將來的一種新的太空船動力源推動的方法!

5樓:多時空

這與質量的測量方式有關。想一想,我們是怎樣測量質量的呢?必須對其施加乙個作用力。

而施加作用力就是用光子去碰撞(電磁場),而光子和光子是可以互相「穿越」的,也就是說,光子可以對別的物體產生作用,而光子對光子不產生作用,所以就「稱」不出光子的重量,就說光子「沒有質量」。這如同世界上只有一桿稱,它可以稱出別的物體的重量,而稱不出自己的重量,但是它自身肯定是有重量的。光子是物質,就必須有質量,必須有物質的數量。

能量,是物質因為運動而具有的對外做功的能力,是物質的屬性;能量不能離開物質而憑空存在,沒有無物質的「純能量」;有能量存在就必有質量存在;所以,運動著的光子有能量,那麼就一定有質量。光子的質量與別的物體具有的質量一樣,應當是 。(這不是「運動質量」,就是客觀存在的質量,就是它本身物質的數量)。

6樓:橫斷山

我也一直想光子為什麼沒有質量?如果從時空結構上來看,時空是物質存的前提,質量是空間性的,體現在它的三維性,有大小,有形狀,能量是時間性的,體現在特質的運動變化。物質的兩個屬性就是就是質量與能量,運動靠能量產生。

根據質能方程,質量和能量是相互圍化的,成比例關係存在。那麼有沒有質量完全轉換成能量的呢?這個是有可能的,就是在某種特定的,或是極限的狀態下,例如光子。

其他例子也可以證明物理上有很多是性質在某個臨界條件下,突然出現反轉,例如超導,例如物質固態,液態,氣態轉變,在某個臨界狀態下突然轉變。光速是乙個臨界值,所以某些物質在臨界值時,為出現性質的反轉。假設有質量,那就會被有質量的東西吸引,因為物質都有引力場,那他的速度肯定就會變化,這是絕對的。

假入有質量,速度會變化,那麼物質如何傳遞能量呢,特別是在這麼大的宇宙空間,沒有了能量的傳遞,一切停止變化,時間失去意義。所以必須有一種特殊的情況發生,讓能量不被左右的傳輸,這就是光,以及類似光的東西存在。光子可能是物質轉化成能量的最高端別形式,即完全轉化,所有物質全部轉化為能量,所以他就沒有質量,只有能量。

有人還證明了,正負電子撞擊時,物質消失,發出兩個光子,也許能說明物質完全轉化成能量。黑洞為什麼會把光子給抓走了,我只能想象說的,也許黑洞是能量轉化成物質的極限狀態,乙個光子飛入黑洞,時空停止,什麼速度都變得沒有意義。另一種設想是黑洞其實是物質的最密集態,也許他的引力場足以吸住光子,讓他停止運動,變成物質。

另外,如果假設恆星變成黑洞,他的質量是如何不斷增大,以使他的引力場不斷變大,如果等其他小星體自已飛過來,那要多長時間才會有吸到另外乙個恆星的質量和其產生的引力場,最有效的方式,就是吸收身到他強大引力場某個範圍內的光,轉變成物質,從而不斷的增加質量和變大引力場,才有機會出現吸掉另外恆星的可能。

7樓:

光子是電磁場的量子激發,電磁場是共形場,光子是它的低能激發,因此沒有質量。

重光子有質量,但它不是電磁場的激發,是電弱統一場的激發。

8樓:紫氣東來

光子沒有質量是量子物理學的乙個假設,還沒有實驗驗證。其實用經典物理學也可以很好的解釋。首先不要把這裡的光子狹隘地認為是乙個簡單的粒子,這裡的光子可以認為是乙個光偶,由乙個質量為正的光子和乙個質量為負的反光子組成。

所以它們的總質量為零;它們所帶的能量是由光偶繞自軸旋轉的角動量,這也是普朗柯常數的物理意義。如果是兩個正光子組成的光偶,那麼自轉軸位於兩個光子的中間,現在乙個是反光子,所以兩個光子在我們的世界裡是重疊的,那麼它們會不會湮滅?不會的。

如有興趣再後續。有了這個光偶的假設,光的波粒兩相和其他的特性就很容易解釋了。

9樓:Cedar

顯然光子是有質量的。這才可以解釋引力場,時間和空間的關係,能量守恆定律等等,既然萬物都是能量,光子與物質沒有區別,那麼光子為什麼會沒有質量呢?!現代物理學如果無法將引力與標準模型中其他的三種基本力合併起來,也就不能正確解釋質量的定義,這一重大錯誤導致了物理學的停滯不前,阻礙了Cherokee子能量、超導性和反重力性質的先進科技在理論上的支援和發展。

10樓:陳雪明

光子當然沒有質量,因為根本就不存在光子。

光只不過是一種純粹的波而已,波哪有質量可言?

愛因斯坦胡謅了乙個光電效應原理,忽悠來了乙個諾貝爾獎。

根據愛因斯坦的光電效應原理,按光子與電子的碰撞率計算,光子與電子的碰撞率不超過1/100000,2mm厚的光電材料的光電能量轉化率不超過1%。

而工業上光電材料的光電能量轉化率已達15%以上,事實充分證明愛因斯坦的光電效應原理是絕對錯誤的。

光沒有粒子性!

光是宇宙氣的振動波,麥可遜莫雷實驗證明了宇宙氣受地面完全拖拽。

機載原子鐘實驗證明了在高空中宇宙氣作跟隨地面的運動時存在與地面的轉速差。

引力波實驗定性驗證了宇宙氣的存在。

光的波粒二象性是完全錯誤的理論!

天體對宇宙氣的拖拽造成宇宙氣做跟隨天體自轉的旋轉運動,光波在旋轉的宇宙氣中傳播發生傳播彎曲,產生所謂的引力偏折。

11樓:申成

光子的質量有否和光子的運動狀態無關,這個完全是兩回事,別扯在一起,樓主的邏輯有點亂。光受到引力的影響是光子內部結構的事,而光子有光壓是指光子外部運動的能量。

12樓:司洪亮

在這裡,記得我說過,我對物理學吧,的質量、能量等幾個概念一直有疑惑。其實也不要太過認真,這些只不過都是人的定義而己。什麼是定義呢?

就是在應用的場合裡,按照,某種意義的模型吧,它是適用的。值此便也就足夠了。

荔枝。就這個質量吧。一說等於重量(基本上吧),二說是所含物質的多少。

當然還有啦。但這裡說的是光子的質量。它,怎麼就是零,怎麼就無質量呢?

光子是什麼呢?我們且不管它是荔枝還是波或者能量如何,它必境是個什麼東西吧?這個,它在所含物質的多少這樣的概念上如何講呢?

或許我們可以講光子有質而無量吧。再者說,就這個追法,它還有完嗎?

無量天尊!老納稽首了!

量子物理出自中國的道家。這就是憑據。別說是瞎說。有人說道家的什麼墨子什麼的才是瞎說。瞎說的多了,只是你無覺察而己。

13樓:精彩哥

所謂的質量,是在我們人類的認知範圍內,所發明出來的,我們定義為度量衡的東西,而光子呢,是在我們人類的認知範圍之外,所以用我們的人類的認知是不可能來定義我們認知範圍外的東西的

14樓:Changkai Zhang

我從高能物理電弱對稱性破缺的角度來說明一下這個問題。從理論的角度上說,我們嚴格上不能講「光子沒有質量」,正確提法應該是:

在 Higgs and gauge sector 中,一定存在乙個質量為0,不帶電的向量粒子,我們將這個粒子定義為光子。

首先我們來講一講有關於對稱破缺的事情。考慮如下的 Lagrangian:

描述的是乙個復標量場,並且具有 U(1) 對稱性。然後我們考察這個系統的基態是怎樣的。基態也就是能量最低的乙個狀態。

首先動能項是一定 的,因為如果動能項可以為負,那麼整個系統將變得極不穩定,這也可以從動能項 是二次的看出來。所以動能項最小值就是0,這意味著 。

接下來考慮勢能項 。首先 一定 ,因為如果它為負,那麼勢能就將沒有下界,在量子理論中也會變得極不穩定。其次我們不能判斷 的值。

如果 ,那麼我們會將它解釋成粒子質量的平方。這個時候勢能項的最小值點就是 ,也就是此時的基態。

然而 完全有可能為負,這個時候勢能項就會呈現出所謂「墨西哥帽」的形狀,最小值點變成了 ,其中 是某一常數。我們發現雖然這套理論是具有 U(1) 對稱性的,然而這個基態卻不是,在 U(1) 作用下會產生乙個相位的差別。我們把理論具有某種對稱性但基態卻沒有相應對稱性的情況稱為對稱性自發破缺

因為這個勢能在 處是tachyonic 的(這個我真不知道該怎麼翻譯...),所以按此處微擾展開會出現不收斂的情況。所以我們通常會在基態 處展開。

具體來說就是定義乙個新的場 然後在 處展開。

在對稱性出現自發破缺的時候,規範場會自動獲得乙個質量項。我們考慮乙個 U(1) 規範理論的動能項:

我們可以通過對比確認規範場的質量 。U(1) 對稱性自發破缺的情況在標準模型裡並沒有出現,但是它在凝聚態物理中,尤其是超導中起到了關鍵性的作用。乙個具有質量的 U(1) 規範場會導致外電磁場無法穿透,但是電子卻可以正常穿越,於是我們有了不需要外場驅動的電流。

臥槽,魚燒糊了。。。

額,我們繼續。在標準模型裡,自發破缺的是 U(1)×SU(2) ≌ U(2)。這個時候基態可以寫為 乘上乙個2維復空間的乙個向量。不喪失一般性地,我們取

而此時的協變導數則是

其中 是 Pauli 矩陣(除以2), 是單位陣(除以-2),用矩陣形式可以寫為

從而質量項就變成了

做一下矩陣乘法就會發現右下角這一項並不會出現。也就是說,至多只有3個場獲得了質量,剩下乙個依然是無質量的。我們就定義這一無質量的場為低能下的電磁場。

剩下三個場則成為了傳遞弱作用的 W,Z 玻色子。

其實這一點從群論的角度也可以看出來。U(2) 的4個生成元分別是單位陣和3個 Pauli 矩陣,我們發現對於 這個向量而言, 。也就是說,基態 在繞軸 的轉動下是不變的。

因此我們發現在這個 U(2) 群裡,有乙個 U(1) 的子群並沒有出現對稱性自發破缺。因此,對應的規範場也就不會獲得質量。這一機制對所有 non-Abelian 的規範理論都適用,在某些方向上基態仍具有對稱性,從而對應的規範場依然是沒有質量的。

為什麼光子沒有質量,但卻有能量?

對稱零 假設光子有質量 取自然單位制,令光速 則即 考慮原點有電荷 q 產生的電勢 則有穩定勢函式對時間的導數應為0,在 r 不等於0處用球座標系表示拉普拉斯運算元並假定勢場球對稱,可有顯然 當r趨近於正無窮時,我們的勢函式應該是有限的,因此勢場發生了偏移。不再是隨距離成反比,庫侖定律將失效。可以證...

光子有沒有質量?

零能量和零質量的物質根本不存在。因此,如果沒有質量的物體在物理上存在,則它永遠不會靜止,光就是這種情況。光確實攜帶了能量,並且是在沒有任何質量的情況下實現的。所謂光子質量為零,是說光子在靜止時的相對質量 Relativistic Mass 為零,但光子在運動時其相對質量 Relativistic M...

為什麼光子沒有質量,還可以被黑洞吸引?

四寶 其實光子並不是被黑洞吸引,只是在巨大引力作用下速度變慢,甚至變為0。按照愛因斯坦相對論,一切物質的速度都不會大於光速。這個理論也是有限制的,隱含條件就是物質和光處於同一引力場。當然,這個理解起來很費勁,因為畢竟很難實驗去驗證。 迎風而上2009 你搞錯了乙個概念,光子沒有質量,但是有能量 動量...