Каково определение массы?

Из того, что я видел до сих пор, кажется, есть два основных критерия для того, чтобы считать, что что-то имеет массу:

  • Во-первых, он должен иметь инерцию и, следовательно, импульс.
  • Во-вторых, он взаимодействует гравитационно, т.е. искривляет пространство-время.

Даже когда мы измеряем массу чего-либо, мы не можем сделать это напрямую, мы вычисляем ее через измерение его инерции или через его вес, т.е. гравитационное взаимодействие. Но тогда это ,
кажется, создает противоречие в рассмотрении фотонов как безмассовых , поскольку фотоны удовлетворяют обоим этим двум критериям. Тогда определение массы должно быть другим, и если да, то каково фактическое определение массы? Если определение такое, как я сказал, то почему фотоны считаются безмассовыми?

Для получения дополнительной ссылки на вопросы, на которых был основан этот вопрос:

Если у фотонов нет массы, как они могут иметь импульс?
Как на свет влияет гравитация?

Возможные дубликаты: physics.stackexchange.com/q/2229/2451 , physics.stackexchange.com/q/34352/2451 и ссылки в них.

Ответы (2)

Масса м объекта определяется его энергией Е и импульс п по уравнению

( м с 2 ) 2 "=" Е 2 − ( п с ) 2

или

м 2 "=" Е 2 − п 2

в единицах, где с "=" 1 .

Это уравнение имеет геометрическую интерпретацию в терминах пространства-времени Минковского: масса есть лоренц-инвариантная «длина» четырехвектора энергии-импульса ( Е , п ) .

Энергия и импульс являются важными величинами, потому что они сохраняются . Но наблюдатели в разных инерциальных системах отсчета расходятся во мнениях относительно их числовых значений: энергия и импульс зависят от системы отсчета . Напротив, все инерциальные наблюдатели согласны с массой; это независимая от системы отсчета величина и, следовательно, внутреннее свойство объекта.

Это не должно вызывать удивления. Для трехвектора в евклидовом пространстве наблюдатели в различных системах отсчета, повернутых друг относительно друга, расходятся во мнениях относительно компонентов вектора , но соглашаются в его длине .

Фотоны обладают как энергией, так и импульсом. Но они связаны Е "=" | п | с , так м "=" 0 для фотонов.

Объект с ненулевой массой, движущийся со скоростью в имеет энергию

Е "=" м с 2 1 − в 2 с 2

и импульс

п "=" м в 1 − в 2 с 2 .

Е и | п | оба становятся бесконечными, поскольку в → с , что объясняет, почему массивный объект не может двигаться со скоростью света.

Эти формулы бесполезны для фотонов, поскольку они дают неопределенное отношение 0/0. Однако вы можете возразить, что если м "=" 0 затем в должен равняться с , в противном случае Е и | п | оба были бы равны нулю.

Я вижу, что качественно определение будет таким: «полная энергия объекта минус его импульс». Но поскольку импульс объекта обычно определяется п "=" м в почему значение p не может быть преобразовано в значение m ?
Разве не является одним из постулатов СТО, что законы физики всегда одинаковы для каждого объекта во всех системах отсчета? Если п "=" м в это закон физики, и он здесь не применяется, это, кажется, противоречит постулату
Импульс не м в , его м в / 1 − в 2 , который расходится для фотонов.
правильно, релятивистское уравнение для импульса другое, но в этом случае, если v = 1, импульс будет бесконечным, если масса> 0, и неопределенным, если масса = 0, что также не имеет смысла
также, если мы предположим, что p является конечным значением, а m = 0, v будет бесконечным
если мы предположим, что p конечно, а v = 1, то m приведет к 0 на последнем шаге, но он должен пройти промежуточный шаг, где конечное значение = бесконечное или неопределенное значение
@Neelim вы снова обсуждаете в комментариях
полная энергия объекта минус его импульс Это не то , что говорит формула.
Извиняюсь за несколько комментариев, можно было бы их в один уместить. Но я считаю, что они имели отношение к вопросу. Возвращаясь к главному, я понимаю, что забыл включить квадраты в определение. Это то, что вы имели в виду? Если нет, то каким было бы качественное определение?
@Neelim Да, я имел в виду, что масса - это квадратный корень из разницы квадратов энергии и импульса в единицах, где с "=" 1 .
@Neelim, конечно, они имеют отношение к вопросу. Это предполагается. Проблема не в релевантности, а в цели. Цель комментариев — улучшить ответ, а не вести дискуссию (независимо от того, насколько она актуальна) и особенно не задавать уточняющие вопросы.

Различие между инертной и гравитационной массой не имеет особого смысла. Масса (строго: была) определена с точки зрения стандарта. 1 кг платино-иридиевого блока, хранящегося в Париже.

Он не определяется как «инерционная масса». Ни как "гравитационная масса". А просто как "масса".

Основными механическими единицами «MKS» являются масса (кг), длина (м) и время (с). Сила не является одним из них, она должна быть определена в их терминах, например, через второй закон Ньютона. Если к эталону приложена сила 1 масса кг в Париже приводит к ускорению 1 м с 2 , то значение этой силы по определению 1 Н.

Это позволяет определять массы других объектов. Если сила, приложенная к телу, сообщает ускорение а; и та же сила приложена к эталону 1 масса кг в Париже производит ускорение а 1 ; тогда масса М этого тела по определению М "=" а 1 / а .

Обладая оперативными методами количественного измерения силы и массы, гравитационная постоянная Ньютона г можно определить экспериментально. Вот и все. Нет отдельных инерционной и гравитационной масс. Просто масса.

Здравствуйте, Джереми Файнс, я думаю, вы не совсем отвечаете на вопрос ОП.
Привет Почти Бестолковый. Я не с тобой. Вопрос был в определении массы, и я обсуждал это.
Каково определение массы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v