Vad är massan av en foton?

Folk har länge varit vana vid det faktum att en avegenskaperna hos någon sak är massa. Det är inte enbart inneboende för sådana stora föremål som planeter och stjärnor, utan även deras analoger från de osynliga mikrokosmosprotonerna och elektronerna. Sir Isaac Newton i sin tid visade briljant förhållandet mellan gravitationskrafterna och den massa som kroppen har. Inom ramen för hans teori utförs beräkningar av celestial mekanik fortfarande framgångsrikt. I en tid efter skapandet av Newtons teori blev det nödvändigt att göra väsentliga ändringar av det, eftersom vissa fenomen förblev oförklarliga. Detta problem löstes av A. Einstein, som formulerat sin "speciella teori". Samtidigt framkom den berömda formeln E = m * (c * c), vilket indikerar sambandet mellan energi, massa och hastighet av ljus. Genom att använda formeln på partiklarna blev det snabbt klart att fotons massa (ljuspartikel) är noll. Vid första anblicken motverkar detta sunt förnuft, men det är allt. Massan av en foton vid nollhastighet av dess rörelse är noll. Men när en partikel övervinner 300 tusen km / s - den förvärvar den vanliga massan. Men nyligen menas att fotons massa ändå är noll. Och då är värdet som följer av formeln H * v = m * (c * c) en relativistisk massa. Så hur exakt är fotons massa lika med? Formeln är faktiskt. Endast det är mer komplext och beräkningen utförs genom momentumvärdet för en given partikel.

Eftersom energin E för en foton är H * v kan massan bestämmas med formeln:

m = (H * v) / (c * c)

Men eftersom en foton faktiskt är ett ljus, kan inte existera i princip vid hastigheter mindre än "s" (300 tusen km / s), är den ovanstående massan endast korrekt för tillståndet för rörelse.

Impuls kan hittas genom

p = (m * v) / sqrt (1- (v * v) / (c * c))

Närvaron av momentum indikerar energi. Faktum är att på en sommardag att sätta din hand under solens strålar, så känns värmen tydligt. Detta fenomen kan förklaras genom överföring av energi genom en partikel med en viss massa som rör sig i hög hastighet. Detta är vad som observeras i förhållande till ljuset. Därför är fotons massa och momentum så viktiga, men i det här fallet är det inte alltid möjligt att använda de vanliga koncepten.

På många forum på Internet skerdebattera om ljusets natur och hur man utför beräkningar. Uppenbarligen är frågan om vad en fotons massa är lika, ännu inte betraktad som avslutad. Nya modeller gör det möjligt att förklara de observerade processerna på ett helt annat sätt. I vetenskapen händer detta alltid: till exempel förstod Newton-teorin fullständig och logisk, men det blev snart klart att ett antal ändringar behövdes. Trots detta förhindrar ingenting oss nu att använda ljusflödes kända egenskaper: en man har lärt sig att se med instrument genom mörkret; stormarknadens dörrar öppnas automatiskt före besökaren; optiska nätverk har uppnått tidigare oöverträffade hastigheter för digital dataöverföring; och speciella enheter har gjort det möjligt att omvandla solenergiens energi till el.

Varför har en fot i vila ingen massa(och finns inte alls)? Det finns flera förklaringar till detta. För det första följer denna slutsats från formlerna. För det andra - eftersom ljuset har en dubbel natur (det är både en våg och en partikelström), så är uppenbarligen massbegreppet helt oanvändbart för strålning. Tredje - en logisk: Föreställ dig ett snabbt roterande hjul. Om du tittar igenom det, då istället för ekrar kan du se en slags dimma, en dis. Men du bör börja minska rotationshastigheten, eftersom hålet gradvis försvinner, och efter ett komplett stopp förblir bara ekrarna kvar. I detta exempel är en disa en partikel som heter "foton". Det kan observeras endast i rörelse, och med en bestämd hastighet. Om hastigheten faller under 300 tusen km / s, försvinner fotonet.