既然光达到了光速,是不是意味着光的质量无穷大?为什么?

无化之主


并不是,相对论的质量变化公式不能用于光子。实际上光子的质量只和频率有关,按照E=hv=mc^2 就能得到光子的质量。

而且在狭义相对论中也从来没说过一个物体的速度最多能达到光速这样的话,因为想达到光速的前提就是你的静止质量为零,比如光子本身、或者是强相互作用的胶子。并且从玻色子和费米子的角度,光子属于玻色子,并不是实物粒子。

其实物体速度增加导致的质量增加也是质能方程的一种体现,因为一个物体从初速度为零,到具备一定的动能,这多出来的能量就是附加的质量,这部分质量也叫做动质量。实际上,质能方程直接能通过动能守恒、动量守恒以及质量随速度变化公式推导出来。

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赛先生科普


当然不是,光子没有静质量(静质量为0),所以,光子可以以光速运动,而不必像其它物质一样,一旦速度达到光速,质量就会变大无穷大

根据质能定律:E=mc2;另一方面,光子又是一种电磁波,其能量还可以表述为:E=hv。从而得出m=hv/c2,这里的质量为光子的相对论质量。其它物质的相对论质量计算公式如下:

其中,M是相对论质量,m是静止质量。在低速时,由于1-(v/c)2无限趋近于1,因此相对论治疗M等于物质的静质量m,但是,如果在高速运动时,1-(v/c)2就会远远小于1,从而导致相对论质量M增大。并且,速度约接近光速,相对论质量M越大,特别是无限接近光速时,相对论质量M也变得无穷大了。

这个公式并不适用于光子,因为光子静质量为0,而式子中分母也为0,所以此式子无意义,不会导出光子质量无穷大的悖论。



不过,学过极限的人都知道,如果静质量m也无穷小,即便1-(v/c)2也无穷小,此式子仍然有意义,并且如果它们同阶的话,其比值将是一个常数。所以,有科学家提出,光子的静质量可能并不为0,而是一个非常非常小的值,这样,按照上述公式计算出来的相对论质量也不会无穷大,而是有一个界限。



甚至有学者测出光子的静质量上限为:1.5×10-55kg。即便是电子(其质量为:9.1×10-31kg),由于质量很小,达到十分接近光速时,其质量也不会变的很大。比如按照上面的公式计算,即便电子速度达到光速的0.999999999倍,其质量也不过是2×10-26kg,仍然小的可以忽略不计。所以,如果光子静质量真的很小,或许并不违反相对论质量公式。



当然了,主流科学界还是普遍接受光子静质量严格为0的说法。

因为如果不为0,库仑定律、麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都会出现问题。但是,毕竟光子静质量为0一直只是一个假设,要想证明光子静质量严格为0,还需要我们继续努力。


PhD肖


光达到了光速,也不是质量的无穷大。这是由于一来光不是一个质量概念,以质量形式存在的光是不存在的,所以就更不存在质量无穷大的光。光的存在,只是能量传播的速度达到了光速的运动存在。

但在理论上,由于光从根本上说是由物质转化而来的,那么产生光的发光源物质,在发出光后,从理论上讲它的质量是在减少的。而它减少的这些相应的物质,正好转变为了光的能量。根据质能转换公式E=mC2,可以看出理论上即是当发光源的物质M=m时,就是说即是所有发光源的物质都转换成了光,最多也就是发光源的物质全部消失。由于发光源的物质总是小于无限大,而平常情况下m总是与M(发光源总物质)相比总是非常微小的甚至微小到几乎可以忽略不计的地步,自然的也就不存在光的能量在理论上转化为相对应的质量的无限大。所以达到光速并不意味着质量的无限大。




周思梦翔


光达到光速,这个说法本身就不严谨。为什么?你自己好好想一想。

基本粒子的质量越小运动速度越接近光速,这说明粒子的运动速度确实与质量有关。光子的“静止”质量为零这只是数学公式推导的结果。没有人能解释“静止”质量为零的光子意味着什么,我来告诉大家,静止质量为零意味着光子没有引力质量,说白了就是光子根本就不是粒子!根据粒子的特性,任一粒子的速度达到“静止”状态,其质量不是为零,而是无穷大!

正常的粒子速度接近光速或接近静止,其质量都趋向无穷大,所以粒子速度会根据自身的质量和周围环境选择一个合适的速度运行下去,其速度变化非常小,除非在外力的干扰下。

按数学公式推理,光子的静止质量为零,这说明光子没有引力质量。光子达到自身的光速根本就不需要借助外力,这说明光子没有惯性质量。准确的说光子一产生就是光速,没有加速过程,根本就没有惯性质量。

一个既无引力质量,又无惯性质量的“光子”它还是粒子吗???

不是!——光不是粒子!!!

光不是粒子,我们当然不能用粒子的物理特性来研究光,所以本题的答案是,光以光速运动,其本身却没有质量。

光不是粒子,那它到底是什么我就不在这里卖弄了,欢迎大家一起探讨。


现代物理终结者


要回答这个问题,就要涉及到光的基本定义和光的本质问题,我们不防从基础的概念入手,用最简洁的语言来回答这个问题,不需要用那些繁琐的公式来推导演示。

首先,何为光,光的定义:物理学上指能在一定波长范围内的电磁波(包括可见光,紫外线,红外线,X射线等不可见光)的物体,这就是光的简洁定义。

关于光的本质问题,物理学上一直都在争论,争了几个世纪,后来由爱因斯坦证明光既是一种粒子也是一种波,即“光的波粒二象性”。但是历史上关于光的本质曾提出过三种假说:

1.粒子说:粒子说主要由牛顿等人所提倡的,光是沿着直线传播,是一种高速粒子。

2.波动说:因为光的衍射和干涉现象的发现和证实,并被大多数人所接受,惠更斯创立的光的波动学说也就兴起了。后来又被证实光不仅是波而且还是电磁波的一种。

3.波粒二象性:爱因斯坦的光电效应和康普顿效应直接有效的证明了光的粒子说。但光的确具有衍射和干涉现象的存在,所以光的波粒二象性也就诞生了。

说了这么多,就是想让大家了解一下光的奇妙的本质,如果连光是什么都不知道,那讨论它的速度与质量又有何意义呢?

下面回答问题:既然光达到了光速,是不是意味着光的质量无穷大?

这个显然是错误的。在物理学上最初测出光的速度是299792.458km/s.光速是光的自然属性之一,最初定义光的静止质量是0.但是光是有质量的,我们可以简单的分析一下,其一,光是一种粒子已经被证明,既然是粒子,肯定会有质量,即使再小,甚至小到忽略不计的地步,它都是有质量上限的,不可能为零。其二,爱因斯坦的广义相对论证明光经过大质量天体时会发生光的偏折,即光在经过引力场时会被引力弯曲,因为有质量所以才会被吸引弯曲,一个没有质量的物质是不会与引力场发生作用的。由此证明光是有质量的。



光不仅有质量,而且质量不为零,因为光始终都在运行着的,光若是静止速度为零,自然也就没有质量了,但是显然光本身不是静止的,也就是说,光不像其他静止物体一样从静止开始加速到光速的,光速只是光的自然属性而已,故不存在光达到光速时,光的质量就增加到无穷大。这种问题问的就是带有矛盾的。



科学与历史爱好者


这样就不科学了,如果光它拥有光速,它的质量就无限大,那么究竟是什么东东推动的呢。(牛顿那招,😋是神。。)

光的静止质量为0,为什么,因为它不能停。

爱因斯坦认为,有静止质量(也就是我们平时说的质量,但不是运动时的质量)都不能达到光速,因为爱因斯坦认为,物体的质量随速度的增加而增加,但不可能能达到光速,只能无限接近光速(这理论在牛顿定律中是行不通的)

因为光的质量不随速度而变化,所以光就可以拥有“光速”

以上完全个人理解,不对勿喷


初识物理


爱因斯坦发现:光有波粒二象性。可以认为:光是物体向所处的时空均匀地分散质量和能量所产生的电磁波和光粒子的热辐射现象。因为物体所蕴含的质能是有限的,所以物体将随着本体所蕴含的有限质能不断地向外部时空所衍射的光而渐渐分散耗尽,光也就随着不断地渐渐减弱直到最终熄灭。

因此:任何一种物体,无论它所蕴含的质量和能量有多大,一旦它向所处的时空产生了热辐射的光粒子和电磁波,所蕴含的质能就会被逐渐分散减少,光也就随着质能的减少而减弱。光速并不存在质量无穷大。


请求合作


根据爱因斯坦的质能方程 E=mc2 又因为E=hv可以得出m=hv除以光速的平方,h是普朗克常数,v是光子震动频率。

相对论中已指出,只有静止质量的物体在速度趋近于光速时其质量也趋于无穷大,而光子不具有静止质量,公式里的光子质量是不能脱离于光速c而存在的。相对论是经典理论,但光子不是经典粒子。


花非花雾非雾19469405


理论上计算,高速运动的物质的“运动质量”会变得无穷大,这也好理解: 运动的物质具备能量,速度越快则能量越大,而能量与质量之间有着明确的对应关系,所以能量越大则质量也越大。

但运动质量与实体质量之间是不能画等号的,他们一个很显著的区别:实体质量具备引力效应,运动质量则不具备引力效应。

所以一颗运动的粒子永远不会因质量无穷大而变成黑洞。


楚楚夫


不要费脑能了!光和电磁波,电流的速度很接近!但不是没有差距。它们为什么这么快呢?全世界只有一个人知道,就是半家居士。这是新的物理基础下的一个知识,普及的基础理论知识无法解释。


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