光子有質量嗎,光子有壽命嗎?

時間 2021-09-08 10:19:33

1樓:尉依楠端赩

光子的靜止質量為零,

光子的質量不為零

光對被照射物體單位面積上所施加的壓力叫光壓。也稱為輻射壓強。當物體完全吸收正入射的光輻射時,光壓等於光波的能量密度;若物體是完全反射體,則光壓等於光波能量密度的2倍。

這個關係可以由經典電磁理論得到,也可以直接由光的量子理論得到。麥克斯韋依據經典電磁理論首先指出了光壓的存在。2023年,**物理學家列別捷夫用實驗測得了光壓,證實了麥克斯韋的預言。

光壓的存在說明了電磁波具有動量,因而是電磁場物質性的有力證明。愛因斯坦光子假設又進一步說明了光壓存在的合理性。

光壓很小,如果陽光直射到地面,並且光被地面全部吸收,那麼地面所感受到的光壓也只有4.5×10-6帕。

一、測量光壓的實驗

列別捷夫所用儀器的主要部分是一用細線懸掛起來的極輕的懸體r,其上固定有小翼a及b,如圖1示,其中一個塗黑,另一個是光亮的。將懸體r置於如圖2所示的真空容器g內。藉助透鏡及平面鏡系統將由弧光燈b發出的光線射向小翼中的一個。

由於作用在小翼上的光壓力,使懸體r轉動。轉動的大小,可藉助望遠鏡及固定在軸線上的小鏡觀察到。移動雙鏡能使光射在塗黑的小翼上。

比較兩種情況下懸體轉動的大小,列別捷夫測得,塗黑表面所受的光壓力比反射表面所受的光壓力小一半,與理論完全符合。

藉助薄片p1使光流的一部分射到溫差電池t上可以度量入射光能量的大小,因而可以對理論作出定量的驗證。

二、光壓的量子理論解釋

按照光子說的觀點,光壓是光子把它的動量傳給物體的結果。設頻率為υ的單色光,每秒垂直入射到物體表面每平方米上的能量為e,則每秒垂直入射到物體表面每平方米上的光子數為n=e/(hυ)。因為每一個光子具有動量p=

hυ/c,當光子被物體所吸收時,每個光子傳給物體的動量為p=

hυ/c,如果入射光子全部被物體所吸收,則物體表面每平方米在每秒內所獲得的動量應等於n·p=e/c。物體表面每平方米在每秒內所獲得的動量,即光作用在這個面上的光壓為e/c。當光子被物體所反射時,光子的動量從+hυ/c變到-hυ/c,則每個光子傳給物體的動量為2p=2

hυ/c。如果入射光子全部被物體所反射,則作用在物體表面上的光壓力為n·2p=2e/c。

在一般情況下,當物體表面的反射係數為ρ時,則在每秒內入射的全部n個光子中,有(1-ρ)n個被吸收而ρn個被反射,所以作用於物體表面上的光壓為

根據列別捷夫的測量,光壓力的數值在測量的誤差範圍內與理論值符合得很好。

回答者:famorby

-大魔法師

九級1-7

至於光子為什麼能達到光速你去下面論壇上看看~~~我也不太懂:

相對論、光子、光速和時間

2樓:潭永言改茂

光子靜止質量為零。光子以光速運動,並具有能量、動量、質量。

光子的靜止質量嚴格為零,本質上和庫侖定律嚴格的距離平方反比關係等價,如果光子靜止質量不為零,那麼庫侖定律也不是嚴格的平方反比定律。

所有有關的經典理論,如麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都依賴於光子靜質量嚴格為零的假設。

從愛因斯坦的質能關係和光量子能量公式可粗略得到光子質量的上限:m=hν/c2

光子具有能量,也具有動量,更具有質量,按照質能方程,e=mc2=hν,求出m=hν/c2,

光子由於無法靜止,所以它沒有靜止質量,這兒的質量是光子的相對論質量。

根據量子場論,一對正反粒子可發生湮滅變成一對高能γ光子,而一對高能γ光子在高溫下亦可發生反應產生一對正反粒子。比如在t=1015k的溫度下可發生光子向質子和中子等重子的轉化。

擴充套件資料:

光子能夠在很多自然過程中產生,例如:在分子、原子或原子核從高能級向低能級躍遷時電荷被加速的過程中會輻射光子,粒子和反粒子湮滅時也會產生光子;在上述的時間反演過程中光子能夠被吸收,即分子、原子或原子核從低能級向高能級躍遷,粒子和反粒子對的產生。

在真空中光子的速度為光速,能量e和動量p之間關係為p=e/c;

相對論力學中靜質量為

的粒子的能量動量關係為

。光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關;或者說僅與波長λ有關。從而得到光子的動量大小為p=h/λ=hv/c。其中h叫普朗克常數。

參考資料:搜狗百科-光子

3樓:海闊天空的海

大流都在說光子無質量,但是真的很想知道黑洞視界是怎麼個回事,誰知道能幫忙理一下不。

4樓:圖門娟秀瞿依

有的啊,光速是30萬公里每秒,而據愛因斯坦相對論,能量等於質量乘以速度平方,光子有速度,有光能,當然有質量!

5樓:過經鬆向山

光子是傳遞電磁力的規範粒子.它的內稟性質中,自旋為2,質量為0.但它確帶有能量.(根據廣義相對論質量和能量之間實際是統一的)

6樓:琵琶形

在相對論之前科學家們都直接說光子沒有質量,但是當相對論出來以後大家覺得這樣的說法不夠嚴謹了,所以他們很嚴謹的加上光子沒有靜止質量。

因為相對論的質能方程告訴我們質量和能量是等價的,而光子有能量,那麼也就可以看作是有質量,所以我們不能簡單的說光子沒有質量,這樣子就顯得不夠嚴謹了。

如果一定要給它定一個量,到底是多少質量的話,你也可以按照質能方程來反推,但在實際的物理研究中去計算這種打上引號""的質量,其實並沒有太多的意義

7樓:廣嘉佴語絲

在經典力學中,運動狀態由力決定!光子的質量可以忽略。

8樓:匿名使用者

是物質就有自己的質量吧

9樓:吟雪

光了是有質量的。光量子,簡稱光子(photon),是傳遞電磁相互作用的基本粒子,是一種規範玻色子,在2023年由愛因斯坦提出,2023年由美國物理化學家吉爾伯特·路易斯正式命名。

光子是電磁輻射的載體,而在量子場論中光子被認為是電磁相互作用的媒介子。[1][2] 光子靜止質量為零。光子以光速運動,並具有能量、動量、質量。

光子有壽命嗎?

10樓:狄香精油芳香師

光子,即光或其它電磁輻射的量子化粒子,通常被認為沒有質量。但有一些理論允許光子攜帶一個很小的靜止質量,而這樣導致的一個結果就是光子會衰變成更輕的基本粒子。如果這樣的衰變是可能的,那麼光子壽命的極限是多少?

提出這個問題的是一位德國物理學家,他計算出光子壽命的下限在光子參考系裡是三年。這樣,換算到我們的參考系裡就大概是一百億億年。

11樓:匿名使用者

我想問,光子如果有壽命,那為什麼光束還能照射那麼遠,這些粒子不會在剛開始發射時死去嗎

12樓:匿名使用者

但是如果可以定義光子的隨動參考系的話,那光子壽命永遠是0

13樓:匿名使用者

不變的、永恆的,是宇宙本體、自性、真如。。。其他都是在變化中,小起念頭、基本粒子,大到星球、星系、宇宙,都在運動變化生滅中。迴歸本性,獲得永恆,為人生意義。

14樓:匿名使用者

沒幹擾的話,沒什麼東西對影響,那麼他的波函式就不會塌縮,會一直存在吧

光子有質量嗎 還有什麼是光子啊

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