Ποια είναι η μάζα του φωτονίου;

Οι άνθρωποι έχουν από καιρό συνηθίσει στο γεγονός ότι ένα από τα χαρακτηριστικά του κάθε υλικού είναι η μάζα. Είναι εγγενής όχι μόνο σε τέτοια μεγάλα αντικείμενα όπως οι πλανήτες και τα αστέρια, αλλά και τους ομολόγους τους από τον αόρατο μικρόκοσμο - πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Σερ Ισαάκ Nyuton στην εποχή του έξοχα αποδείξει τη σχέση των βαρυτικών δυνάμεων και των μαζών, η οποία έχει ένα σώμα. Στο πλαίσιο της θεωρίας του, εξακολουθεί να πραγματοποιηθεί με επιτυχία υπολογισμούς της Ουράνιας Μηχανικής. Μετά από ένα χρόνο μετά την ίδρυση της θεωρίας του Νεύτωνα, ήταν απαραίτητο να ουσιαστικές βελτιώσεις, όπως κάποια γεγονότα παραμένουν ανεξήγητα. Αυτό το πρόβλημα λύθηκε με τον Αϊνστάιν, διατύπωσε «ειδική θεωρία» του. Στη συνέχεια ήρθε η περίφημη τύπου Ε = m * (γ * γ ), υποδεικνύοντας την σχέση της ενέργειας, μάζας και την ταχύτητα του φωτός. Εφαρμογή του τύπου σε σωματίδια γρήγορα έγινε σαφές ότι η μάζα του φωτονίου (σωματίδιο φωτός) είναι μηδέν. Με την πρώτη ματιά, είναι σε αντίθεση με την κοινή λογική, αλλά όλα είναι καλά. Η μάζα του φωτονίου σε μηδενική ταχύτητα της κίνησής του μηδέν. Αλλά όταν το σωματίδιο υπερνικά 300.000 χιλιόμετρα / s -. Γίνεται συνήθους βάρους. Ωστόσο, πρόσφατα, πιστεύεται ότι η μάζα του φωτονίου, αλλά το μηδέν. Και τότε μια τιμή η οποία προκύπτει από τον τύπο H * V = m * (γ * γ ), είναι ένα σχετικιστικό μάζα. Έτσι, ό, τι είναι πραγματικά η μάζα του φωτονίου; Ο τύπος είναι πραγματικά. Μόνο που είναι πιο περίπλοκη και ο υπολογισμός γίνεται με την τιμή της ορμής των σωματιδίων.

Δεδομένου ότι η ενέργεια Ε του φωτονίου είναι ίσο με Η * v, τότε ο τύπος μπορεί να προσδιοριστεί η μάζα της:

m = (H * ν) / (γ * γ)

Ωστόσο, δεδομένου ότι το φωτόνιο, στην πραγματικότητα, είναι το φως κατ 'αρχήν δεν μπορεί να υπάρχουν σε ταχύτητες μικρότερες «c» (300 χιλιάδες. Km / s), η μεγαλύτερη μάζα που βρέθηκε είναι σωστοί μόνο για κατάσταση κίνησης.

Impulse μπορεί να βρεθεί μέσω της

ρ = (m * v) / sqrt (1- (ν * ν) / (γ * γ))

Ο παλμός παρουσία υποδεικνύει την ενέργεια. Πράγματι, αν αντικαταστήσουμε τα χέρια κάτω από τις ακτίνες του ήλιου, αισθάνθηκε σαφώς τη θερμότητα σε μια καλοκαιρινή μέρα. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί με μεταφορά ενέργειας οποιοδήποτε σωματίδιο που έχει μία ειδική μάζα που κινείται σε υψηλή ταχύτητα. Αυτό είναι ό, τι παρατηρείται σε σχέση με τον κόσμο. Ως εκ τούτου, μάζας και ορμής του φωτονίου είναι τόσο σημαντικό, αν και σε αυτή την περίπτωση δεν είναι πάντα δυνατόν να λειτουργεί με τις συνήθεις έννοιες.

Σε πολλά φόρουμ στο Διαδίκτυο υπάρχει μια συζήτηση σχετικά με τη φύση του φωτός και τον τρόπο εκτέλεσης υπολογισμών. Προφανώς, το ζήτημα του τι είναι η μάζα του φωτονίου, δεν μπορεί ακόμη να θεωρηθεί ως κλειστός. Τα νέα μοντέλα επιτρέπουν ένα εντελώς διαφορετικό τρόπο για να εξηγήσει τις παρατηρούμενες διαδικασίες. Στην επιστήμη, όπως συμβαίνει πάντα: για παράδειγμα, η θεωρία του πρώτου Νεύτωνα ήταν πλήρης και λογική, αλλά σύντομα έγινε σαφές ότι πρέπει να υπάρχει μια σειρά από τροποποιήσεις. Παρ 'όλα αυτά, τίποτα δεν εμποδίζει τη χρήση ήδη γνωστές ιδιότητες του φωτός ροής: ο άνθρωπος έμαθε με τη βοήθεια των συσκευών για να δείτε στο σκοτάδι? πόρτες ανοίγουν αυτόματα τα σούπερ μάρκετ ο επισκέπτης? οπτικά δίκτυα έχουν οδηγήσει σε πρωτοφανείς ρυθμούς ψηφιακής μετάδοσης δεδομένων? και ειδικές συσκευές επιτρέπουν να μετατρέψει την ενέργεια του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια.

Γιατί είναι το φωτόνιο σε κατάσταση ηρεμίας έχει μάζα (και ανύπαρκτο); Υπάρχουν πολλές εξηγήσεις. Πρώτα - το συμπέρασμα αυτό προκύπτει από τους τύπους. Η δεύτερη - δεδομένου ότι το φως έχει διπλή φύση (όπως ένα κύμα και η ροή των σωματιδίων), είναι προφανές ότι η έννοια της μάζας εντελώς ανεφάρμοστη σε ακτινοβολία. Τρίτον - λογική: φανταστείτε ένα ταχέως περιστρεφόμενο τροχό. Αν κοιτάξετε μέσα από αυτό, αντί για τις ακτίνες μπορεί να δει μια ομίχλη, ομίχλη. Αλλά είναι απαραίτητο να αρχίσουν να μειώνουν την ταχύτητα περιστροφής, όπως η ομίχλη εξαφανίζεται σταδιακά, και μόνο οι ακτίνες βρίσκονται σε πλήρη στάση. Σε αυτό το παράδειγμα, η θολότητα - ένα σωματίδιο, που ονομάζεται «φωτόνια.» Μπορεί να παρατηρηθεί μόνο σε κίνηση, και με μια καλά καθορισμένη ταχύτητα. Εάν η ταχύτητα πέσει κάτω από 300 χιλιάδες. Km / s, το φωτόνιο εξαφανίζεται.