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如果光子的静止质量是零,它运动时的质量是多少?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-06-30 09:35:35

光子的质量总是0。光子永远不会静止;光子在任何参照系中都不是静止的。如果有一个参照系让它处于静止状态,那么这就违反了狭义相对论的假设:对于所有惯性观察者来说,真空中的光速都是一样的。

静止质量是粒子在静止坐标系中的质量。事实上,光子通常被假定为无质量的粒子,这意味着它的静止质量等于零。“静止质量等于零”的意思很简单,就是光子不能静止。

因此,如果一个光子的静止质量大于零,它就有可能,至少在原则上,使它静止并测量它的质量。这只适用于静止质量不等于零的大质量物体。

然而,在1930年的Alexandru Proca提出光子的静止质量可能大于零。Proca方程与Maxwell方程相同,除了其中两个附加了一项:

如果光子的静止质量是零,它运动时的质量是多少?

麦克斯韦方程定义了静电和磁场的行为,并预测了电磁波的存在。由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)提出的原始方程,仅当光子是无质量粒子时才成立。如果光子有质量,则需要两个附加项(彩盒)。

Alfred Scharff Goldhaber和Michael Martin Nieto(1976)。“光子的质量”,《科学美国人》234,86-97。

上述新项与光子质量的平方成正比,它们改变静电、磁场和电磁辐射的一些重要性质。大质量光子的一个直接影响是不同频率的电磁波以不同的速度传播。如果光子有质量,可以得出光波的速度是由它的频率决定的:高频电磁波比低频电磁波运动得快。

看看我的答案:加利·温斯坦的回答,因为光以光速传播,根据狭义相对论光子不会经历时间和空间。但是,光怎么可能有频率和波长呢?

根据Proca的上述假设,当频率降低时,对于任何给定的光子质量,最终都达到了一个极限,在这个极限下,速度降为零,光子静止不动。当波的频率为:

如果光子的静止质量是零,它运动时的质量是多少?

观察静止光子的可能性似乎提供了一种测量光子质量的方法,但它与狭义相对论的假设相矛盾。我们永远不能让光子静止下来,测量它的质量。
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