光子有质量吗?有什么科学依据吗?

未来探索菌


作为大学物理学教授,我试着来回答你这个问题,希望普通的读者也能明白。

光子,光的能量量子,是最初普朗克为了解释黑体辐射时提出来的概念(假说)。它与后来的康普顿散射实验、爱因斯坦光电效应方程等,共同证明了光也是粒子,这样完善了人们对光的本性的认识:光是波和粒子统一体,光具有波粒二象性(光的波动性为以杨氏双缝干涉实验为开始的一系列干涉、衍射实验所证实)。

好,铺垫结束后回到问题本身,光子是否具有质量呢?

质量,是所有粒子的一个重要特性指标,光子当然也不例外。也就是说光子具有质量。那么光子的质量是多少呢?

依据爱因斯坦相对论理论,光在真空中的速度为c,是完全相对论的,其质量与能量满足质能关系,即E =mc^2。而我们知道,光子的能量满足E=h[niu](希腊字母),这里h为普朗克常数,[niu]为光的频率。因此,光子的质量为m=h[niu]/c^2。可见,不同频率的光子,具有不同的质量。

需要指出的是,上述光子的质量,是相对论质量,也就是光子以光速运动时的质量,称为动质量。而光子没有禁止质量,即光子的静止质量为零。





EdwardYANG


请问,光子是静止的么?什么物质是静止的呢?显然,任何物质都是运动的,静质量又从何而来?什么逻辑?纯属胡扯!

就算有动质量,那么请问,光子的动质量是多少?有人说按m=hν/c²计算,而频率ν可以有无数个,即光子质量有无数个。

质量是物质固有的参数,反而成了七十二变的孙猴子了,有一丁点意义么?

虽然,自从爱因斯坦用公式Ek=hΔν成功解释了光电效应,就有了作为能量子的光子概念,一个合乎逻辑的纯理论术语。

但是,光子的本质究竟是什么,是不是一种有质量、有能量、有体积的基本粒子,光子的生产机制是什么,爱因斯坦本人并不清楚。

提出光子学说,爱因斯坦已经足够伟大了。后续的事,是后来者的事。

有太多的案例,尤其是正负电子湮灭反应与卡西米尔效应,说明光子不是纯粹的能量子,而是被激发的真空介质的场量子集团。

所有基本粒子,都是有质量、有能量、有体积的,都是以光速自旋的漩涡体,光子也不例外。

只要那个湮灭方程,就足以证明,光子质量是恒定的电子质量,这叫“光电同质法则”。

看上图的正负电子的湮灭方程,两个电子碰撞,变成两个光子。

左右两边总能量都是:ΣE=2×0.511MeV/c²,符合能量守恒定律。

左右两边总质量都是:Σm=2×0.911e-30kg,符合质量守恒定律。

在高温高压下,两光子可变成两电子。同样服从能量守恒与质量守恒。

受质能方程影响,有人竟然说,能量是不守恒的,质量也是不守恒的。

根据光电同质法则,可以计算湮灭反应的光子半径、体积、密度。

已知,湮灭反应的光子波长,等于电子的康普顿波长:λ=2.42e-12m,频率ν=1.26e26Hz。这也是光子的最高频率。

光子的最小半径:r=λ/2π=3.9e-13m。

光子的最小体积:V=4.2r³=2.5e-37m³。

光子的最大密度:ρ=m/V=3.6e6kg/m³。

这也说明,伽玛光子具有强大穿透力。

物理新物视野,旨在建设性新思维,共同切磋物理/逻辑/双语的疑难问题。


物理新视野


科学家们说,光子的质量是零,就是说,光子没质量。

可是,科学家又说,光的速度是所有物质运动速度的极限,物质速度越快,质量越大。

科学家们咋说咋有理。

我觉得科学家们说的只是他们的观点而已。我们自己也有主观认识。既然光子是物质,是粒子,那就一定有质量。只是,人类的探究能力有限,尚无能够测量之精确手段,无相应仪器,当下测量不到细微质量,便有光子无质量之说,却与质速关系发生了冲突。

哈哈哈!

我认为光子有质量,有用吗?

你说呢?


稀里糊涂5371


根据爱因斯坦质能方程证明质量和能量是一种东西,光子并不存在,它只是能量的存在方式,质量是能量的静止态。所以不存在静止的光子。平时所说的光子没有质量是指光子没有静止质量,因为静止的光子是不存在的。光子具有运动质量即动能。

首先真空不空,而是由基态能组成的连续体。能量是空间的激发态,物质粒子或叫量子是能量的聚集态。空间,能量,物质是一种东西的不同形态。他们之间可通过能量的形式相互转化。光是一种能量。其次,光的传播没有光子被射出去,只是能量激发物质周围的空间使其处于激发态,并切其后连续定向激发形成的传播效应。光速是由连续激发过程中空间变能量,能量变空间过程中转换速度即空间性质决定的,故光速是不变的。


天下第二亚军


我再重复一遍,光以宇宙中的能量传播,是光源发出信号,信号向前传递,前方能量以光的形式展现。比如太阳发出发光信号,前方能量以发光信号展现,一直向前传递,到地球,我们身边所感受的光,是我们周边的能量在以光的形式体现。能量体发光同时释放热能,传递给物体。而这些能量来源于能量体,宇宙。不是太阳发射出光子,以三十万公里每秒飞行,谁给这些光子这样大能量?如果这样说手电筒发出的光子谁给的能量?


陌上桑48272331


光与声一样,只有量,没有质,光的量由光源决定,一方黑暗一方亮,光的射程会小,一方能反射到另一方,那射程就会远,所以说光是粒子有质量并不科学,


大海142581829


本人赞同麦克斯韦电磁波理论。

所谓的光子或者光量子只是一种科学假设,并非通常意义上的微观粒子。所以人们不能测量到它们的质量。


岷山23


光子没有静止质量。因为,当光子遇到物体停止运动的同时,即转化为物体内部微粒无规运动的动能。


老者沙龙


光子没质量以光速运动。有质量的物质不可能以光速运动。依据就是爱因斯坦的相对论。


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光子无法单独分离,无法使其行静止,光是一种能量电磁波,但又有粒子特性,能量和质量互为因果,没有质量那来能量,只是人类技术有限,无法分离和测出其质量。光子都在高速运动中,肯定有质量。


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