光子的质量(光子的ε等于什么)

为什么很多人说光子有运动质量,但静止质量为0?

事实上,光子没有质量。从某种程度上来说,光子的概念一直是作为能量原子存在的,而不是质量多大的粒子。

光子的质量(光子的ε等于什么)

光子的起源光子起源于1900年,普朗克引入能量量子假说ε = ω来拟合黑体辐射光谱。1905年,爱因斯坦在解释光电效应的实验中首次提出了光量子E=hv的概念。1923年康普顿引入光动量p=E/c来解释X射线的电子散射,最终于1926年被化学家刘易斯命名为光子。

光子的质量(光子的ε等于什么)

经典光场的色散关系演变为光子的能量—动量关系E=pc经典光场的色散关系演化为光子的能量动量关系,E=pc。

光子没有质量。根据狭义相对论原理,物理定律在不同的惯性参考系中经过洛伦兹变换后具有相等的形式,可以得到粒子的能量公式,E=pc+MC。当m=0时,可以得到e = PC,这是光子被认为质量等于0的直接原因。但上式中的E并不是经典力学中的能量E=mv,而是狭义相对论推导出的能量E=βmv,β是洛伦兹因子1/√ (1-V/C)。显然,当光子v=c时,β=1/0就失去了意义,所以不能认为光子的质量是0。

光子的质量(光子的ε等于什么)

根据量子力学中粒子的标准模型,光子是自旋为1的规范玻色子。它没有质量或电荷,而不是质量或电荷为0。因为当光子系统的总自旋为1时,光子沿动量方向的投影只能是+1或-1,而当一个有质量的电子系统的总自旋为1时,它的投影可以是1,0或-1。理论上,质量和质量都为0时应该遵循同样的量子规则,但光子自旋的量子规则却不是,也就是说光子没有质量。

对于没有质量的光子,自旋引入是非物理的,但是光子只有螺旋度。——J.E.sipe

虽然光子和电子具有波粒二象性,但是光子没有质量,这意味着两者还是有本质区别的。

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