光子有質量嗎?有什麼科學依據嗎?

未來探索菌


作為大學物理學教授,我試著來回答你這個問題,希望普通的讀者也能明白。

光子,光的能量量子,是最初普朗克為了解釋黑體輻射時提出來的概念(假說)。它與後來的康普頓散射實驗、愛因斯坦光電效應方程等,共同證明了光也是粒子,這樣完善了人們對光的本性的認識:光是波和粒子統一體,光具有波粒二象性(光的波動性為以楊氏雙縫干涉實驗為開始的一系列干涉、衍射實驗所證實)。

好,鋪墊結束後回到問題本身,光子是否具有質量呢?

質量,是所有粒子的一個重要特性指標,光子當然也不例外。也就是說光子具有質量。那麼光子的質量是多少呢?

依據愛因斯坦相對論理論,光在真空中的速度為c,是完全相對論的,其質量與能量滿足質能關係,即E =mc^2。而我們知道,光子的能量滿足E=h[niu](希臘字母),這裡h為普朗克常數,[niu]為光的頻率。因此,光子的質量為m=h[niu]/c^2。可見,不同頻率的光子,具有不同的質量。

需要指出的是,上述光子的質量,是相對論質量,也就是光子以光速運動時的質量,稱為動質量。而光子沒有禁止質量,即光子的靜止質量為零。





EdwardYANG


請問,光子是靜止的麼?什麼物質是靜止的呢?顯然,任何物質都是運動的,靜質量又從何而來?什麼邏輯?純屬胡扯!

就算有動質量,那麼請問,光子的動質量是多少?有人說按m=hν/c²計算,而頻率ν可以有無數個,即光子質量有無數個。

質量是物質固有的參數,反而成了七十二變的孫猴子了,有一丁點意義麼?

雖然,自從愛因斯坦用公式Ek=hΔν成功解釋了光電效應,就有了作為能量子的光子概念,一個合乎邏輯的純理論術語。

但是,光子的本質究竟是什麼,是不是一種有質量、有能量、有體積的基本粒子,光子的生產機制是什麼,愛因斯坦本人並不清楚。

提出光子學說,愛因斯坦已經足夠偉大了。後續的事,是後來者的事。

有太多的案例,尤其是正負電子湮滅反應與卡西米爾效應,說明光子不是純粹的能量子,而是被激發的真空介質的場量子集團。

所有基本粒子,都是有質量、有能量、有體積的,都是以光速自旋的漩渦體,光子也不例外。

只要那個湮滅方程,就足以證明,光子質量是恆定的電子質量,這叫“光電同質法則”。

看上圖的正負電子的湮滅方程,兩個電子碰撞,變成兩個光子。

左右兩邊總能量都是:ΣE=2×0.511MeV/c²,符合能量守恆定律。

左右兩邊總質量都是:Σm=2×0.911e-30kg,符合質量守恆定律。

在高溫高壓下,兩光子可變成兩電子。同樣服從能量守恆與質量守恆。

受質能方程影響,有人竟然說,能量是不守恆的,質量也是不守恆的。

根據光電同質法則,可以計算湮滅反應的光子半徑、體積、密度。

已知,湮滅反應的光子波長,等於電子的康普頓波長:λ=2.42e-12m,頻率ν=1.26e26Hz。這也是光子的最高頻率。

光子的最小半徑:r=λ/2π=3.9e-13m。

光子的最小體積:V=4.2r³=2.5e-37m³。

光子的最大密度:ρ=m/V=3.6e6kg/m³。

這也說明,伽瑪光子具有強大穿透力。

物理新物視野,旨在建設性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。


物理新視野


科學家們說,光子的質量是零,就是說,光子沒質量。

可是,科學家又說,光的速度是所有物質運動速度的極限,物質速度越快,質量越大。

科學家們咋說咋有理。

我覺得科學家們說的只是他們的觀點而已。我們自己也有主觀認識。既然光子是物質,是粒子,那就一定有質量。只是,人類的探究能力有限,尚無能夠測量之精確手段,無相應儀器,當下測量不到細微質量,便有光子無質量之說,卻與質速關係發生了衝突。

哈哈哈!

我認為光子有質量,有用嗎?

你說呢?


稀裡糊塗5371


根據愛因斯坦質能方程證明質量和能量是一種東西,光子並不存在,它只是能量的存在方式,質量是能量的靜止態。所以不存在靜止的光子。平時所說的光子沒有質量是指光子沒有靜止質量,因為靜止的光子是不存在的。光子具有運動質量即動能。

首先真空不空,而是由基態能組成的連續體。能量是空間的激發態,物質粒子或叫量子是能量的聚集態。空間,能量,物質是一種東西的不同形態。他們之間可通過能量的形式相互轉化。光是一種能量。其次,光的傳播沒有光子被射出去,只是能量激發物質周圍的空間使其處於激發態,並切其後連續定向激發形成的傳播效應。光速是由連續激發過程中空間變能量,能量變空間過程中轉換速度即空間性質決定的,故光速是不變的。


天下第二亞軍


我再重複一遍,光以宇宙中的能量傳播,是光源發出信號,信號向前傳遞,前方能量以光的形式展現。比如太陽發出發光信號,前方能量以發光信號展現,一直向前傳遞,到地球,我們身邊所感受的光,是我們周邊的能量在以光的形式體現。能量體發光同時釋放熱能,傳遞給物體。而這些能量來源於能量體,宇宙。不是太陽發射出光子,以三十萬公里每秒飛行,誰給這些光子這樣大能量?如果這樣說手電筒發出的光子誰給的能量?


陌上桑48272331


光與聲一樣,只有量,沒有質,光的量由光源決定,一方黑暗一方亮,光的射程會小,一方能反射到另一方,那射程就會遠,所以說光是粒子有質量並不科學,


大海142581829


本人贊同麥克斯韋電磁波理論。

所謂的光子或者光量子只是一種科學假設,並非通常意義上的微觀粒子。所以人們不能測量到它們的質量。


岷山23


光子沒有靜止質量。因為,當光子遇到物體停止運動的同時,即轉化為物體內部微粒無規運動的動能。


老者沙龍


光子沒質量以光速運動。有質量的物質不可能以光速運動。依據就是愛因斯坦的相對論。


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光子無法單獨分離,無法使其行靜止,光是一種能量電磁波,但又有粒子特性,能量和質量互為因果,沒有質量那來能量,只是人類技術有限,無法分離和測出其質量。光子都在高速運動中,肯定有質量。


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