Должен ли фотон иметь массу?

Я знаю, что несколько человек задавали этот вопрос раньше, и я стараюсь не повторять его, но разве законы движения, а также теория относительности не предполагают, что фотон должен иметь массу? Я думал, что вы ввели 0 как значение массы в Ф "=" м а или Е "=" м с 2 значения силы и энергии всегда равны 0, может ли кто-нибудь помочь мне понять, что здесь происходит?

Ответы (1)

Тот факт, что масса фотона равна нулю, довольно подробно обсуждается в ответах на вопрос « Почему у фотонов не может быть массы?». Однако, поскольку вы специально спрашиваете, почему уравнения для энергии и силы не подразумевают, что фотон имеет массу, позвольте мне остановиться на этом вопросе.

Уравнение Е "=" м с 2 является частным случаем более общего уравнения:

Е 2 "=" п 2 с 2 + м 2 с 4

где п это импульс и м это масса покоя. Фотон имеет нулевую массу покоя, поэтому его энергия определяется установкой м "=" 0 в уравнении выше, чтобы получить:

Е "=" п с

А импульс фотона определяется выражением:

п "=" час λ

Итак, мы получаем:

Е "=" час с λ "=" час ν

которое должно быть знакомо как уравнение для энергии фотона. Тот факт, что фотон имеет ненулевую энергию, не означает, что он должен иметь массу.

Аргумент в пользу силы связан. Уравнение Ф "=" м а также можно записать как:

Ф "=" г п г т

И, как и раньше, импульс задается п "=" час / λ . Тот факт, что свет может проявлять силу, заключается в том, что фотоны обладают импульсом, а не потому, что фотоны имеют массу.

Кто первым ввел импульс фотона без массы? Кажется, это дискуссия «о бороде пророка» (немецкое выражение, обозначающее то, что не стоит обсуждать). Фотон - это энергия и искривляет массы в своем движении так же, как масса искривляет фотоны.
Но правильно, что масса покоя фотона равна нулю. Но это очевидно, потому что фотон не может находиться в состоянии покоя в нашей среде. Фотоны, попадая в Черные дыры, увеличивают массу Черной дыры и достигают ЧД с нулевой скоростью.