Khối lượng photon

     

Để giải thích tại sao một trường lôi kéo lớn (chẳng hạn như lỗ đen) rất có thể bẻ cong ánh sáng, tôi sẽ nghe nói rằng ánh nắng có rượu cồn lượng. Điều này được giới thiệu như một giải pháp cho sự việc chỉ có những vật thể khối lượng lớn bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn. Mặc dù nhiên, hễ lượng là tích của cân nặng và vận tốc, vị đó, theo quan niệm này, những photon không cân nặng không thể gồm động lượng.

Làm cố nào để những photon hoàn toàn có thể có hễ lượng?

Động lượng này được xác minh như cố nào (phương trình)?




Bạn đang xem: Khối lượng photon

Câu vấn đáp cho câu hỏi này rất đơn giản và dễ dàng và chỉ yêu cầu SR, chưa phải GR hoặc cơ học lượng tử.

Trong đơn vị có $ c = 1 $, bọn họ có $ m ^ 2 = E ^ 2-p ^ 2 $, trong những số ấy $ m $ là trọng lượng bất biến, $ E $ là khối lượng-năng lượng với $ phường $ là rượu cồn lượng. Về đại lý logic, bao gồm nhiều cách để chứng minh điều này. Một lộ trình bắt đầu với bài xích báo năm 1905 của Einstein "Quán tính của một đồ vật có phụ thuộc vào vào nội dung tích điện của nó không?" Một cách thức khác là ban đầu từ thực tiễn là một định khí cụ bảo toàn đúng theo lệ phải thực hiện một tenxơ và chỉ ra rằng vectơ tứ động lượng tích điện là tenxơ duy nhất đi qua cơ học tập Newton trong giới hạn thích hợp.

lúc $ m ^ 2 = E ^ 2-p ^ 2 $ được thiết lập, nó theo đúng một phương pháp đáng kể so với một photon, với $ m = 0 $, $ E = | p | $, tức là $ p. = E / c $ trong số đơn vị có $ c ne 1 $.

không ít người dân nhầm lẫn về chủ thể này hình như nảy sinh khi phần đa người nhận định rằng $ p. = m gamma v $ phải là quan niệm của rượu cồn lượng. Nó thực thụ không phải là 1 định nghĩa tương thích về động lượng, chính vì trong trường hợp $ m = 0 $ và $ v = c $, nó cho một dạng không xác định. Mặc dù nhiên, dạng không xác định có thể được review là một giới hạn trong các số đó $ m $ tiếp cận 0 cùng $ E = m gamma c ^ 2 $ được giữ núm định. Kết quả lại là $ p = E / c $.


Đây là câu trả lời tốt nhất, các câu vấn đáp khác cố gắng khẳng định rằng những photon gồm khối lượng, (dưới bất kỳ dạng nào, tương đối tính hoặc biện pháp khác) yêu cầu bị bỏ thăm theo ý kiến của tôi, vì chưng nó bít khuất thực tế rằng tích điện bẻ cong không-thời gian và vị đó đổi khác hướngcủa làn sóng ánh sáng.
Hammar quan hệ Planck đang cung cấp cho mình năng lượng:$ E = h nu $,trong đó $ h $ là hằng số Planck với $ nu $ là tần số của tia nắng (vì vậy song khi các bạn sẽ thấy vấn đề đó được viết bên dưới dạng $ E = hf $).
Phần lắp thêm hai của thắc mắc về việc ánh sáng bị bẻ cong bởi trọng lực.Liệu nó có tuân theo thực tiễn là ánh sáng có rượu cồn lượng cơ mà nó bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn, như thắc mắc gợi ý không?
Cơ học tập lượng tử ko thể bỏ qua khi nói về các phân tử cơ phiên bản như photon;đó là một tuyên cha lố bịch.Từ quan điểm khái niệm, điều đó là nên thiết, ngay cả khi phương pháp "cơ lượng tử" không được áp dụng một cách rõ ràng.
Theo như tôi lưu giữ thì sự bẻ cong của tia nắng theo SR chỉ cho 1 nửa góc mà lại GR dự đoán.Vì vậy, để sự bẻ cong của ánh sáng trở thành bằng chứng của GR a (cho năm 1915), cần có phép đo chính xác cao để phân biệt các hiệu ứng.
Noldorin
view on stackexchange binhphap.vn permalink

có hai khái niệm quan trọng ở phía trên giải thích tác động của lực hấp dẫn đối với ánh nắng (photon).

(Trong phương trình sau đây $ p $ là rượu cồn lượng và $ c $ là vận tốc ánh sáng, $ 299.792.458 frac m s $ .)

Thuyết tương đối Đặc biệt, được minh chứng vào năm 1905 (hay đúng hơn là bài xích báo lắp thêm 2 những năm đó về chủ đề này ) giới thiệu phương trình cho tích điện tương đối tính của một hạt;

$$ E ^ 2 = (m_0 c ^ 2) ^ 2 + p. ^ 2 c ^ 2 $$

trong số ấy $ m_0 $ là trọng lượng còn lại của hạt (0 trong trường hòa hợp của một photon). Bởi vì đó, vấn đề này giảm xuống $ E = pc $ . Einstein cũng giới thiệu khái niệm khối lượng tương đối tính (và tương tự khối lượng-năng lượng liên quan) trong thuộc một bài xích báo; sau đó chúng ta có thể viết

$$ mc ^ 2 = pc $$

trong những số đó $ m $ là khối lượng kha khá tính ngơi nghỉ đây, vì thế

$$ m = p. / c $$

Nói giải pháp khác, một photon có trọng lượng tương đối tính tỷ lệ với rượu cồn lượng của chính nó .

vày đó, phối hợp hai kết quả, shop chúng tôi nhận được

$$ E / c ^ 2 = m = frac p c = frac h lambda c $$

một lượt nữa, hãy chăm chú đến thực tế rằng $ m $ là cân nặng tương đối tính .

cùng ở đây bọn họ có nó: những photon gồm "khối lượng" phần trăm nghịch với cách sóng của chúng! Sau đó, dễ dàng theo lý thuyết cuốn hút của Newton, bọn chúng có tác động của lực hấp dẫn. (Để xóa tan nguy cơ tiềm ẩn gây nhầm lẫn tiềm ẩn, Einstein đã đặc biệt chứng minh rằng cân nặng tương đối tính là phần mở rộng / tổng quát của trọng lượng Newton, vì vậy về khía cạnh khái niệm chúng ta có thể coi hai cân nặng như nhau.)

bao gồm một vài điểm khác nhau cách nghĩ về hiện tượng này trong số đông trường hợp, mà lại tôi hy vọng tôi đã cung ứng một biện pháp khá đơn giản dễ dàng và rõ ràng. (Người ta có thể đi vào thuyết tương đối rộng để có lời giải thích đầy đủ, tuy thế tôi thấy đây là cái nhìn tổng quan tiền nhất.)


Vì các bạn không xác minh tất cả những thuật ngữ của mình, * phường * là động lượng với * c * là vận tốc ánh sáng.
Tôi tin tưởng rằng * khối lượng tương đối tính * là một trong thuật ngữ rất khó hiểu so với mọi người, bởi vậy tôi chỉ xin hỗ trợ một số dìm xét: 1) tích điện và trọng lượng là cùng một thứ, như các bạn đã viết.Nếu trọng lực ảnh hưởng đến khối lượng, chúng ta có thể nói nó tác động đến năng lượng.2) Ánh sáng sủa đang đưa động, cho nên nó bao gồm * rượu cồn năng *, cho nên vì thế nó bị tác động bởi lực hấp dẫn.3) * Động năng * của một thiết bị chỉ đối chọi thuần là tác dụng phụ làm đổi khác hệ quy chiếu cửa hàng tính.Bất kỳ trang bị thể như thế nào "đứng yên" trên Trái khu đất tại bất kỳ thời điểm nào, thực sự vẫn trôi ra khỏi * ngôi sao 5 cánh * xa xăm nào đó với tốc độ * c *, nhưng lại điều này không tồn tại nghĩa là trọng lượng của nó lớn vô hạn.
Đó là vì sao tại sao tôi thực sự ai oán cười khi mọi bạn nói rằng "các đồ thể chuyển động gần tốc độ ánh sáng sẽ có cân nặng gần như vô hạn", bởi vì tôi không nghĩ là rằng họ hiểu * trọng lượng tương đối tính * thực thụ là gì.


Xem thêm: Tải Left 4 Dead 2 Download Miễn Phí Phiên Bản Mới Nhất 2021, Download Left 4 Dead 2 Full Online

Groo: Đúng vậy.Đây có lẽ là tại sao tại sao các giáo viên / người sáng tác có xu thế tránh có mang ... Tôi cần yếu nói rằng tôi đổ lỗi cho họ nhiều, đầy đủ ngày này.
Groo Tôi chấp nhận rằng một vũ trụ càng xa chúng ta, thì ánh sáng tới từ nó sẽ chuyển dịch màu đỏ doppler tương ứng nhiều hơn thế nữa vì nó đang di chuyển ra xa chúng ta với vận tốc nhanh hơn một dải ngân hà gần hơn.Tuy nhiên, tôi xin phép khác với bạn rằng phía trên là bất cứ nơi nào sát c.
0tyranny0poverty: vị vũ trụ giãn nở, hàng ngày càng có rất nhiều thiên hà thực sự (https://physics.stackexchange.com/a/59808/56206), nhưng cách nhìn của tôi không hẳn là *c * thực sự, tôi chỉ mong nói rằng đụng năng là một vấn đề của hệ quy chiếu của bạn quan sát.Vì vậy, để vấn đề này sang một bên, so với các ngoài hành tinh di đưa ở (ví dụ) 10% * c * so với Trái đất, một đồ gia dụng thể "đứng yên" bên trên Trái đất sẽ sở hữu được động năng to và khối lượng tương đối tính tăng lên.
Phương trình cuối cùng cho thấy thêm $ m = E / c ^ 2 = hc / lambda $.Nó liệu có phải là $ m = p / c = h / lambda c $ không?
TheodoreNorvell & Evariste: Đúng vậy, siêu tiếc là tôi đang viết nó đúng trước đây, nhưng lại khi ai đó nỗ lực cải thiện vẻ ngoài của LaTeX, họ vẫn vô tình đưa thừa số $ c $ từ mẫu số lịch sự tử số!:-)
Johannes
view on stackexchange binhphap.vn permalink

"Động lượng là tích của khối lượng và vận tốc, vày đó, theo quan niệm này, những photon không cân nặng không thể gồm động lượng"

Suy luận này không giữ. Động lượng là sản phẩm của tích điện và vận tốc.

"Động lượng này được xác minh như nuốm nào (phương trình)?"

Chèn những hệ số của $ c $, quan hệ tương đối chính xác giữa cồn lượng $ p $ và gia tốc $ v $ là $$ c ^ 2 p. = E v $$ Điều này phù hợp với các hạt cân nặng không kha khá tính (tổng tích điện bị bỏ ra phối bởi tích điện nghỉ: $ E = mc ^ 2 $, và vì thế $ p. = mv $) cũng như đối với những hạt không trọng lượng như photon ($ v = c $ và cho nên vì thế $ p = E / c $).


AYAN BHUYAN
view on stackexchange binhphap.vn permalink

ví như lực thu hút của Newton hoàn toàn có thể xác định sự bẻ cong của ánh sáng bởi lực hấp dẫn, thì thuyết tương đối rộng sẽ không xuất hiện. Các photon ko có trọng lượng và ví dụ là nó dịch rời với vận tốc ánh sáng. Lực hấp dẫn là một ảo ảnh có vẻ như thu hút số đông thứ nhưng thực tế nó bẻ cong không thời gian; đó là vì sao tại sao một con đường thẳng trong khi cong. Định luật lôi kéo của Newton vẫn được thực hiện vì nó dễ dàng và đơn giản và họ hiếm khi gặp mặt những đồ thể có trọng lượng lớn như lỗ đen trong cuộc sống thường ngày thực tế nhưng mà nó không giữ được.


Alberto
view on stackexchange binhphap.vn permalink

Theo tôi, không cần thiết phải sử dụng thuyết tương đối hoặc thứ lý lượng tử để phân tích và lý giải làm ráng nào ánh sáng có thể có hễ lượng nhưng không tồn tại khối lượng. Vào cố kỉnh kỷ 19, người ta đã hiểu được ánh sáng có thể va chạm với vật chất; một chùm ánh sáng có thể làm cho một bánh xe nhỏ dại (trong chân không) quay.

Thông số đặc biệt quan trọng để nghiên cứu và phân tích va đụng theo cơ học cổ điển là đụng lượng :

$$ q = mv $$

(Động lượng luôn luôn được bảo toàn vào một hệ cô lập)

thắc mắc tự nhiên là: có thể mở rộng nguyên tắc bảo toàn rượu cồn lượng không cũng như bức xạ năng lượng điện từ?

Theo tởm nghiệm, chúng ta biết rằng câu trả lời là dương, miễn sao bạn xác định động lượng của tia nắng là

$$ q = frac L c $$

trong các số ấy $ L $ là tích điện của tia nắng và $ c $ là tốc độ ánh sáng.

bạn cũng có thể mở rộng lớn phép tựa như với giả định rằng ánh nắng cũng có trọng lượng không?

đưa định là vừa lòng lý. Vào trường phù hợp câu trả lời khẳng định, các bạn sẽ nhận được phương trình Einstein

$$ m = frac L c ^ 2 $$

tuy nhiên, các bạn không được phép tạo những phần không ngừng mở rộng như vậy vị trong thứ lý, các bạn phải dính vào các bằng xác nhận nghiệm. Không có bằng chứng nào cho thấy ánh sáng cũng có khối lượng.


Chuyên mục: Tin Tức