根據質能方程,為什麼光有能量卻質量為零?

時間 2021-05-06 00:44:44

1樓:漢華

愛因斯坦的質能方程:E=mc^2並不完備,應修改為:E=m(C/1O)^2/e才能計算出電子的精確能量,電子的能量理論值為E=0.

5109992469918627189881223981312Mev,實驗值為E=0.510998902(21)Mev,兩者相差約為一千萬分之6,相當精確。

2樓:石家莊張志峰

因為任何物質都是由捲曲著的光形成的。

說來話長,所以若有興趣的話,必須看我寫的文章。

3樓:schrodinger'scat

誰告訴你光質量為零?

光只是「靜質量」為零。

然而光會靜止麼?別忘了光速不變原理。

所以所謂的「靜質量為零」只是個理論自洽的要求。

4樓:HJ·X

這單純就是概念不清。

質能方程,可以有兩種理解:

如果質量是靜質量,那麼能量就是該物體的內能;

如果質量是動質量,那麼能量就是該物體的內能+動能。

那麼光的靜質量為零,說明能量全是動能。

補充兩點:

現在一般不用動質量這個概念了,所以只要說質量就是靜質量。

相對論中,甚至動能這個概念也不怎麼好用,習慣就僅僅用動量。

5樓:吾影與吾

我覺得一切認知應建立在觀測事實的基礎之上,因此所列問題也不能例外。我們從觀測事實上來分析這個問題:光子擁有一項其它粒子所不具備的屬性,即永遠以光速運動,展現了運動的絕對性;而其它粒子也擁有一項靜止的絕對性,即靜質量。

在這個問題當中,光子的能量其實是動能,而其它粒子的質量其實是靜質量。光子絕對運動,自然不可能具有靜質量。那麼動能與靜質量之間存在什麼關係呢?

其實能夠貫穿動能與靜質量之間觀測事實有很多,舉個質量虧損的例子,乙個質子和乙個中子碰撞形成乙個氘核,並釋放出乙個光子,反應前後質量出現虧損,顯然單一質量守恆定律不再成立,可是將光子動能計算上,發現質能用量卻是守恆的,於是單一的質量守恆定律和能量守恆定律進化為了統一的質能守恆定律,而成功描述質能守恆定律的理論便是質能守恆方程!大家理解清楚了嗎?

6樓:張冠偉

在狹義相對論發展的過程中,質量這一概念經歷了一系列變遷。

最初之時,為了維護動量表示式p=mv的不變性,狹義相對論中使用的質量為動質量或者相對論性質量。在這個質量的意義下,物體質量仍與物體慣性掛鉤,即物體速度越大,加速越困難,質量也越大。

質能方程以此為背景,表示物體質量與能量成正比,物體有多少能量,對應就有多少質量。孤立系統各組分的能量和與質量和分別守恆。

物體的動量p=mv,能量E=mc。這兩個式子對光子也適用,該定義下光子質量不為零。

以上是從日常科普到高中相對論初步,乃至普通理工科的大學物理課上,所通常使用的質量概念。

但是,在物理學中,恆成正比的兩個物理量,其內涵實際上是一致的。

也就是說能量E與相對論性質量m事實上是等價的,我們有能量這一物理量後,不需要再重新定義相對論性質量這一物理量。

因此,在隨後的發展過程中,相對論性質量,或者說動質量的概念,逐漸被廢棄,轉而僅使用能量這一概念來表示物體所具有的慣性。

而物體的質量,僅代表物體所具有的靜質量,即在物體加減速過程中,以及變換參考係前後,不變的那一部分能量。該質量概念又稱內稟質量或者不變質量。

m=(E/c) - (p/c)

對於某種基本粒子的任意狀態,上述公式的計算結果都是定值,代表的是粒子自身與參考係無關的內稟性質。

在這種質量的定義下,質能方程事實上不再適用,物體的能量不等於物體靜質量與光速平方的乘積。最多說明物體靜質量也是物體總能量的一部分,其大小為靜質量與光速平方之積。該質量也不再是守恆量,孤立系統各組分的靜質量和不守恆。

動量表示式也不再是p=mv,而是p=Ev/c。對於靜質量不為零的物體而言,p=γmv,對於靜質量為零的粒子如光子,p=E/c。

另外,也不像有些人認為的,質能方程說明靜質量與能量之間相互轉化,或者說靜質量減少可以增加系統的能量。事實上物體靜質量始終是作為過程中總能量的一部分出現的。

比如正反電子湮滅形成兩個光子,光子總能量事實上完全等於之前正反電子總能量,其中包含正反電子的靜質量對應的那部分能量。我們最多可以說,正反電子的靜質量作為能量的一部分,轉化為了光子的一部分能量。

這也是為何 @盧健龍 在回答中說由光子產生的粒子必須靜止。因為一旦粒子運動,具有動能,那麼光子所具有的能量將有一部分成為電子的動能,從而不再等於電子的靜質量乘以光速的平方。

7樓:朱成斌

電子對相互湮滅損失質量而發光,燈泡發光是負電子從電源負極經導線到電燈烏絲,電流從發電機電源正極經導線流致電燈烏絲,正負電連通烏絲形成磁場電阻,使負電子與正電子小部分在烏絲電阻磁場裡碰撞相互湮滅發光,而不會象正負電直接連線相撞燒壞電機電源裝置。

8樓:Acserby

不請自來~

光有能量,但是光的能量不是依照E=mc^2來衡量的,而是E=hν。

要回答這個問題,我們必須跳出質能方程式。

(待補)

9樓:Yue Liao

光子是靜質量為0,不是質量為0。

根據質能方程,質量和能量除了差個係數外就是一回事(何況往往會設定c=1)。所以可能會預設質量為靜質量,免得羅嗦。

10樓:境者無界

質量表達的是物體正在向周圍釋放的能量(單位時間輸運的動量),而光子正是一小段的動量,所以自然就有能量質量了。有靜止質量是靜止時指向外輸運的動量不隨時間變化(一直在釋放能量),而乙個光子是一小段動量,對於某處只是個經過,不會在連續存在,也就沒有靜止質量了。

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