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光子有质量吗?有什么科学依据吗?

共21个回答

  • 艾小墨 艾小墨

    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。




  • littlefairy盈盈 littlefairy盈盈

    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。

  • A 暖暖?? A 暖暖??

    首先必须阐明一个事实,我们身处的宇宙乃至宇宙外面,本质上都是能量,该能量中的一部分生成了我们现在的宇宙!这也能解释为什么在伟大的爱因斯坦诞生后,能利用基于光速不变原理的质速公式,推导出著名的质能公式E=mc^2,由该公式可知,任何物质的质量和能量存在该转化关系,用爱因斯坦的话来说,就是:“质量就是能量,能量就是质量。”这说明在我们身处的宇宙之外,不排除已有部分能量至少生成一个宇宙的可能性,且宇宙有边界。该事实也能解释为什么宇宙的质量在不断减小,因为宇宙在高速运转,需要不断消耗能量,因而,只能通过不断亏损质量去补充。还能解释为什么我们的宇宙在不断膨胀,暗能量在不断增加,因为从宇宙外的能量场扩散进来了大量暗能量,使宇宙体积不断增大。

    爱因斯坦和他的著名的质能公式

    由上可知,对于宇宙中的每个光子(构成光的基本微粒),都是由其光源处的能量生成的具有一定运动质量的微粒!这也能解释为什么光子没有静止质量,即不存在静止的光子,因为产生光子的能量静止时,还在光源里,尚未形成光子,且光子诞生后,不存在与它相对静止的参照系,否则,就不存在光子了。何况光子作为一种传递电磁相互作用的规范玻色子,也是一种基本粒子,不可再分,其质量也不会发生变化,否则,就会重新变成一小股能量而湮灭。即:每个光子的能量都是固定值,也可称之为能量子或光量子。这也能解释德国物理学家普朗克在1900年提出的能量子假说,以及爱因斯坦在1905年提出的光量子假说。

    为了让理由更加充分,我们再来分析爱因斯坦基于光速不变原理推导出的质速公式m=m0/√(1-ⅴ^2/c^2),其中,m0表示物体(也包括有静质量的微粒,如电子、中微子)的静止质量,而静止质量是指对于此类物体,选取一个与它相对静止的参照系后,测出来的质量;m是指该物体的运动质量,指该物体相对于这个参照系运动后,测出来的质量。因此,根据该公式,我们不妨假设光子有静止质量,即m0>0,代入该公式后,得出其运动质量m=m0/√(1-c^2/c^2)=m0/0=+∞,即动质量为无穷大量,成了一个变量了!这既与“质量大小是一个数”的数学本质矛盾,也与光子的运动质量非常小,使我们感觉不到光压的物理本质矛盾!可见,光子的静止质量只能为0!

    除此之外,光子也不带电,否则,就会因为光子间基于同种电荷相互排斥,只能形成一堆分散的光子,而无法形成光线,或因异种电荷相互吸引而相互粘合,甚至发生碰撞而湮灭,也无法形成光线。

    综上所论,光子仅有运动质量,其质量大小如同我们常见的基于分子、原子、或离子间的作用力而构成的较稳定的宏观物体一样,不会发生变化。且不可再分,也不带电。

    宇宙之光

    (声明:文中图片来自网络,版权归原作者及原出处所有。如涉侵权或原版权所有者不同意转载,请及时联系我,以便立即删除。但内容系个人原创,可读性强,欢迎广大读者朋友品阅,不吝赐教。如需转载,请注明出处!)

  • 研豆 研豆

    谢谢邀请。

    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。

  • 姆桐 姆桐

    质量=光=能量。????

  • ll随抑ll ll随抑ll

    谢邀。这个问题被提出n次了。大家一直在追问光子究竟有无质量。有的人总拿质能方程的“静质量与动质量”来做牵强附会的解释。

    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。

  • 醉浅浅 醉浅浅

    光子有质量,它的质量就是波动量和粒动量的总和即能量。但它不能有宏观秤量值,但有积量值,即一个正负电子湮灭所放出的能。

  • 柚单 柚单

    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?

  • 小核桃 小核桃

    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,

  • 胡辉 胡辉

    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。

  • 二十英里 二十英里

    在非对称破却的情况下,阿贝尔规范场的量子质量必须为0,否则将不满足平方反比定律

  • 颜歆荷清 颜歆荷清

    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。

  • 猪默默 猪默默

    静质量为零,运动时有质量,为动质量

  • 堆一堆堆堆 堆一堆堆堆

    记住了,凡是你看到的(不管你是通过什么方法看到的)东西都是物体!

  • 123456789lsl 123456789lsl

    光子不是粒子,它是光量子,简称为光子。是携带能量的电磁波,具有波动性和粒子性。光本质上是能量的传播方式,因而没有质量。

  • 吹动灵魂的号角 吹动灵魂的号角

    我想问为什么物体燃烧后会变轻

  • 孜然味儿骨头 孜然味儿骨头

    光子是有质量的 因为阳光照到人身上会感到温暖暧和 那是因光子与身体的皮肤原子发生撞击从而使皮肤产生热量,故而人才感觉到暖和的

  • 粉色海豚 粉色海豚

    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。

  • 青阳阳阳阳阳阳 青阳阳阳阳阳阳

    光子没有质量,要不每秒29.N万公里的太阳光早把人类拍成粉了!

  • 黄山木 黄山木

    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?

  • 工蜂♂@上海 工蜂♂@上海

    光不存在质量属性,不是0质量。依据是我的次元论。

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