Применимо ли E=mc2E=mc2E = mc^2 к фотонам?

Question

Применимо ли E=mc2E=mc2E = mc^2 к фотонам?

Анонимный

Фотоны не имеют массы, но если $m = 0$ а также $E=mc^2$ , тогда $E = 0c^2 = 0$ . Это означало бы, что у фотонов нет энергии, что неверно.

Однако, учитывая формулу $E = ℎf$ , у фотона есть энергия как $ℎ$ является отличной от нуля константой, а фотонов с нулевой частотой не существует.

Что я здесь упускаю, или знаменитая формула не применима к фотонам?

Гейдар

Правильное соотношение энергии-импульса

E^{2} = p^{2} c^{2} + m^{2} c^{4}

$E^2 = p^2c^2 + m^2c^4$ , куда

p

$p$ есть импульс. (См . en.wikipedia.org/wiki/Photon#Physical_properties .) Только для покоящихся частиц мы имеем

E = m c^{2}

$E = mc^2$ .

Джастин Л.

Верно,

E = m c^{2}

$E = mc^2$ выставление себя напоказ как детище «красивой физики» вводит в заблуждение и ничего не значит без надлежащего контекста.

Горячие Лики

Имейте в виду, что фотоны беспокойны.

Ответы (3)

Применимо ли E=mc2E=mc2E = mc^2 к фотонам?

Правильное соотношение энергии-импульса $E^2 = p^2c^2 + m^2c^4$ , куда $p$ есть импульс. (См . en.wikipedia.org/wiki/Photon#Physical_properties .) Только для покоящихся частиц мы имеем $E = mc^2$ .
Верно, $E = mc^2$ выставление себя напоказ как детище «красивой физики» вводит в заблуждение и ничего не значит без надлежащего контекста.
Имейте в виду, что фотоны беспокойны.

Марек · Answer 1

Возможны два объяснения, связанные с тем, что определение $m$ в формуле неоднозначно. Что ж, возможно, Эйнштейн имел в виду только одно из двух значений в своей первоначальной статье, но я боюсь, что не узнаю этого, поскольку не читал ее. Как бы то ни было, следует помнить, что специальная теория относительности смешивает пространство и время, а, следовательно, также импульс и энергию, и что полная формула, связывающая все эти фундаментальные величины, должна быть

Е^{2} знак равно м_{0}^{2} с^{4} + п^{2} с^{2}

$E^2 = m_0^2c^4 + p^2c^2$ куда

m_{0}

$m_0$ - масса покоя частицы (нулевая для фотонов), важность которой заключается в том, что она инвариантна относительно преобразований Лоренца (вращений и ускорений). Итак, первое объяснение состоит в том, что знаменитая формула выполняется только в системе покоя объекта (

p = 0

$p=0$ ). Но такая система покоя недоступна для фотонов, так что эта формула действительно для них неприменима.

Другое объяснение связано с концепцией релятивистской массы. В этом случае $m$ приобретает значение кажущейся массы, потому что чем быстрее движется объект, тем труднее будет его ускорить (из-за конечной скорости света). Так что формально еще можно говорить о том, что фотон имеет релятивистскую (или эффективную) массу $m = E/c^2$ . Но эта концепция массы сталкивается со всевозможными проблемами, поэтому ее использование не рекомендуется.

Вкратце: нет, это не применимо ;-) Отличный ответ, +1.
Какие проблемы возникают при использовании релятивистской массы?
@DavidZ Я не думаю, что tl; dr когда-либо достаточно на Physics Stack Exchange или на любом другом сайте SE, если на то пошло.
Я второй вопрос @Matt Fenwick. У кого-нибудь есть идея?

ариверо · Answer 2

Вам не нужна квантовая механика, чтобы спорить здесь, вы можете просто взглянуть на уравнение с массой покоя, а не с релятивистской массой. Это

Е^{2} знак равно м_{0}^{2} с^{4} + п^{2} с^{2}

$E^2= m_0^2 c^4 + p^2 c^2$ Таким образом, любая частица с нулевой массой покоя по-прежнему обладает энергией, исходящей от линейного импульса.

Почему? Если мы используем релятивистский импульс, то $p = \frac{mv}{\sqrt{1-v^2}}=0$ , Правильно?
$p = \frac{0 \cdot 1}{\sqrt{1 - 1^2}} = \frac{0}{0}$ так что может быть так оно и есть( $E/c$ ).

пользователь139577 · Answer 3

Если мы посмотрим по пути Луи де Бройля, он говорит, что свет имеет двойственную природу, он может быть в форме волн или в форме материи по формуле $\lambda =h/p$ , $h$ постоянная Планка, которая показывает волновую природу и $p$ есть импульс, который объясняет волну материи.

Применимо ли E=mc2E=mc2E = mc^2 к фотонам?

Анонимный

Гейдар

Джастин Л.

Горячие Лики

Ответы (3)

Марек

Дэвид З.

Мэтт Фенвик

аркон

необработанный_парамедицинский_карник

ариверо

Джори

БартекЧом

пользователь139577

Можете ли вы создать массу с помощью E=mc2E=mc2E=mc^2?

Должен ли фотон иметь массу?

Релятивистская масса фотона [дубликат]

Релятивистская масса движущегося фотона [дубликат]

Что мешает массе превратиться в энергию?

Как на свет влияет гравитация?

Как быстро гравитация распространяется от созданной массы? [дубликат]

Какой тип энергии представляет EEE в E=mc2E=mc2E=mc^2?

Если масса покоя не меняется с vvv, то почему для ускорения объекта до скорости света требуется бесконечная энергия?

Масса света и m(v)=m0/1-v2/c2--------√m(v)=m0/1-v2/c2m(v) = m_0/\sqrt{1 - v^ 2/с^2}