1樓:耗奇心
題主提出這個問題,我覺得應該是想知道為什麼我們生活中遇到的物體質量都是正的。這是因為,在經典力學中,乙個物體的質量一定是正的。這個結論可以由最小作用量原理推導得到。
其實中心思想一句話就能說完:函式取極小值的條件是二階導數必須大於0。
最小作用量原理:
定義 乙個物體真實的運動軌跡 要讓積分 取最小值。稱為作用量, 稱為拉氏量,是座標 ,速度 和時間 的泛函。
我們用簡單的自由粒子的拉氏量舉例: (自由粒子的拉氏量就是它的動能。)
自由粒子的運動應當滿足最小作用量原理,也就是 必須是作用量的最小值。
按照變分法的思路,我們假設運動軌跡不是 而是在 基礎上作一微小改變,成另乙個函式 , 稱為 的變分,是乙個小量, 是乙個小的引數。作用量變為:
問題就變成了,時 取最小值。把 看作是 的函式,根據函式取極小值的必要條件,應當有:
對 的導數等於0:
就是 ,不受力,速度不變,與自由粒子的實際情況相符。
重點來了:
對 的二階導應當大於0,這樣導數為0處才是極小值: 0" eeimg="1"/>
因為不可能小於零,的符號由質量確定。只有大於0,二階導數才能大於0,作用量才是最小值。如果質量是負的,作用量就變成了最大值,不滿足最小作用量原理。
最小作用量原理是經典力學的第一性原理,一切運動都應當滿足,所以在經典力學中,物體的質量一定不能小於零。
看見有人說的能帶圖中的有效質量,其實並非真正的質量,只是把晶體中載流子傳輸能力等效為質量表示,這樣比較形象和直觀。有效質量的大小和符號與能帶形狀有關,在能帶頂是正,在能帶底是負,而電子本身的質量一直是不變的。所以有效質量我覺得不能算作負質量的例項。
至於粒子物理,天體物理中的負質量負能量,我就不懂了。。。
Ref:朗道《力學》
2樓:
拉氏量裡玻色子質量項是質量平方的,質量正負完全不影響拉氏量。
費公尺子的dirac方程負能/負質量解也對應反粒子 (dirac海的解釋裡的空穴和凝聚態裡「負有效質量」的空穴大致也是一回事)
也就是說負質量根本沒啥稀奇的,粒子們本來就都可以說是負質量。只是都被約定俗成寫成正質量了而已。就算你寫個負質量,要麼本來就毫無影響,要麼也可以通過重定義場把多出來的負號吸收掉
(higgs機制裡是「質量」平方項是負的,非要說這是質量的話也是虛質量,實際是真空平移了,質量還是正的)
3樓:Agumon
朗道《力學》中說明了慣性質量只能為正,否則最小作用量原理得不到滿足。
在《場論》中,沿用了慣性質量為正的條件,在廣義相對論部分又論證了慣性質量等於引力質量。所以質量是不能為負的。
至於有效質量,應該是不能跟質量扯在一塊的。不過由於我也才學到這部分,在自己似懂非懂的情況下最好還是少說比較好。
4樓:某壬
我給你拿一道經典的高中物理競賽題,有乙個無窮大的水箱(水是理想的),其中有兩個球,分別求兩個球受到的力。
因為水箱是無窮大的,那麼如果只有乙個物體,由對稱性,他收到的合力為零。那麼有兩個球的話,其收到的力就是另乙個球取代了水完成的引力變化。
那好,如果真空是有能量的,只要存在比真空能量低的區域,就是負質量。比如卡公尺西爾效應(這是從引力質量來看的)
5樓:
真空中會隨機漲落出虛粒子對,黑洞視界邊緣漲落出的虛粒子對,負物質粒子會有微小的概率落入視界而正物質粒子逃脫。對外表現為黑洞輻射能量——黑洞蒸發,霍金輻射。所以,負物質粒子會在黑洞視界內出現。
6樓:劉水清
什麼是物質?我們人類的認識是逐漸深化的。光子的靜止質量為零,但是你不能說它不是物質。隨著人們對量子理論的深入研究,有些科學家提出了暗物質假說。但是還沒有得到科學證明。
7樓:凌風
負質量的物質存在的唯一可能性就是人類沒能發現乙個特殊的力導致了預判。
舉乙個簡單的例子,你拿三塊磚頭放在台秤上,磚頭粘在一起,最上面再粘一塊鐵,在上面再吊一塊強磁鐵,跟磚頭上面的鐵塊保持適當的距離,讓它們剛好不發生作用,然後再加乙個空鐵盒繼續粘在原來的鐵塊上,讓強磁鐵能夠發揮作用,你會發現台秤的示重變小了,如果把上面的強磁鐵遮住,也不知道磁力的存在的話,結果就是鐵盒質量是負的。
8樓:趙泠
有可能。負能量和負質量在理論物理中都是很正常的概念。
從理論上構築負質量的玻色子可以不與現在的理論相牴觸。其最基本性質是受力時反向加速、對有正質量的物體產生排斥。在一些非標準宇宙論裡,暗物質和暗能量被設定為負質量流體[1],且它們在不斷自我創生出更多。
目前還沒有在地球上或地球附近附近找到具有負質量或負能量的奇異物質,但我們手中已經有可以表現類似現象的手段:
在卡西公尺爾效應中,當兩塊不帶電金屬板彼此靠近到非常接近時出現的吸力,來自板內外真空的能量差,板之間的真空就具有負能量[2]。
在實驗室裡的特定條件下極化子和玻色-愛因斯坦凝聚態物質可以被推力逆向加速[3]。
在水波中,可以通過構造特殊的微結構實現等效負重力加速度,
在聲子超材料中,通過構造特殊微結構可以得到等效負質量密度。
有一些研究認為聲子在重力場中會反向加速[4]。在中子星內部等音速非常高的地方,這會對整個星體的行為產生真正的影響。
虛數質量的概念也是存在的,用於假設的快子的不變質量。
這個物質真的不存在嗎?
ChemAngel 如果強調氫原子在碳環內側,那麼它不存在。這個結構的原形是苯環,乙個平面上六原子六電子的離域大 鍵 後來研究表示可能存在單雙鍵交替結構 容不下六個氫原子。鍵長不是能隨便調整的,當原子相距過近小於平衡距離時,斥力會非常大並且隨d減小而加速增大。And 核外電子也有影響。還有體系總會趨...
如果回憶很悲傷,有必要埋葬過去假裝不存在嗎,還是讓自己慢慢接受?
魚慕鳶 過去已經過去,將來亦是將來。若不能從過往汲取到養分,那麼為什麼還要在未來一筆一畫刻上以前的影子。縱使絕望堪勝希望,縱使哭著往前走。 雞蛋紫菜湯 回憶忘掉是不可能的,但是隨著時間的流逝,你會慢慢淡忘掉,你要選擇過好現在,而不是想著以前怎麼怎麼樣,畢竟人是往前看的,不是往後看的。時間會告訴你一切...
有沒有可能根本不存在光子這一種物質?
江沐白 這個問題太深刻了!涉及到了存在的本質是什麼 我們人為定義的概念和真是存在之間是一種什麼關係我們看到的東西聽到的東西是否真實存在 我們無法看到聽到感覺到的東西是否就不存在 如同相對論所揭示的能量與物質間的質能公式 我們是否可以說,物質本不存在,他只是能量的另乙個表現形式 或者說,能量本不存在,...