光子靜止有質(zhì)量.
光子有無(wú)質(zhì)量值得研究,現(xiàn)代理論認(rèn)為光子沒(méi)有靜止質(zhì)量.有的科學(xué)家說(shuō)光子沒(méi)有質(zhì)量.光子集合在一起稱為光,光具有能量,可以使物體變熱,照相底片感光；在光的作用下,植物可以把光能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物…….總之光的作用是很大很大的,沒(méi)有光人類就無(wú)法生存.如果光子沒(méi)有質(zhì)量,它能發(fā)揮出巨大的功能嗎?
光子具有能量是毫無(wú)疑問(wèn)的,但是光子是否具有質(zhì)量值得研究.人們普遍認(rèn)為光子的質(zhì)量為零.為什么會(huì)有這樣的說(shuō)法,原來(lái)是愛(ài)因斯坦講的.狹義相對(duì)論指出物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí),其質(zhì)量增加.但質(zhì)量的這種增加,不能被任何與高速運(yùn)動(dòng)物體一起運(yùn)動(dòng)的人所察覺(jué),而只能由身處可以看見(jiàn)物體高速運(yùn)動(dòng)的參考系中的觀察者探測(cè)到.對(duì)這樣的觀察者來(lái)說(shuō),測(cè)得的運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量的增加,符合相對(duì)論力學(xué)方程式,而如果物體能以光速運(yùn)動(dòng)的話,質(zhì)量將增加到無(wú)窮大.這是任何‘亞光速’物體永遠(yuǎn)不可能加速到光速的原因之一.要避免真正以光速運(yùn)用的物體擁有無(wú)窮大的質(zhì)量,唯一的辦法就是令其靜止質(zhì)量為零.靜止質(zhì)量概念,對(duì)于光子而言,是沒(méi)有什么意義的,因?yàn)楣庾釉谌魏螀⒖枷抵卸加肋h(yuǎn)不會(huì)靜止；狹義相對(duì)論的基礎(chǔ)就在于,從任何參考系測(cè)得的光速都相等.但傳統(tǒng)上說(shuō)一切以光速運(yùn)動(dòng)的實(shí)體的靜止質(zhì)量等于零,是因?yàn)檫@樣可以方便地得出它們以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量仍然為零.
質(zhì)量是物體所含物質(zhì)數(shù)量的量度,質(zhì)量可以用兩種方法測(cè)量.其一是根據(jù)物體對(duì)力的加速度作用的抵抗作用程度.其二是根據(jù)物體的引力場(chǎng)的強(qiáng)度.同一物體的這兩種測(cè)量方法的質(zhì)量總是相等,被稱為等效原理.
在同一引力場(chǎng)中,相等的質(zhì)量感受到相等的引力,這個(gè)引力對(duì)物體的作用也叫做物體的重量,物體的質(zhì)量和重量是有區(qū)別的,千萬(wàn)別弄混了.
一個(gè)物體的質(zhì)量可以用它在地球表面的重量是多少來(lái)表示,標(biāo)準(zhǔn)單位是n(牛頓）.但是一個(gè)質(zhì)量是一公斤的物體在月球表面的重量是6.25N,重量是6.25N的物體在地球表面的質(zhì)量大約是106克.這說(shuō)明了你的重量依賴于你在宇宙中的什么引力場(chǎng)中,但是你的質(zhì)量不管你在何處,都是一樣的.所以說(shuō)質(zhì)量隨速度增長(zhǎng)是不對(duì)的,應(yīng)改為物質(zhì)的重量隨速度的增長(zhǎng)而增長(zhǎng).狹義相對(duì)論中的質(zhì)量隨速度增長(zhǎng)的說(shuō)法看來(lái)是錯(cuò)了.
如果承認(rèn)質(zhì)量不隨速度的增長(zhǎng)而增加,那么光子有無(wú)質(zhì)量就與狹義相對(duì)論沒(méi)有關(guān)系了.物體的質(zhì)量和重量是有區(qū)別的,質(zhì)量是表示物體的數(shù)量,用kg來(lái)表示.重量表示物體受到力的作用的大小用N來(lái)表示.物體的質(zhì)量和重量在地球表面的換算用公式N=mg來(lái)表示.式中N表示物體受到力的作用的重量,m表示物體的質(zhì)量,g=9.8n/kg,表示在地球表面1kg的物體受到9.8 N力的作用.如果物體受到力的作用,我們只能說(shuō)它的重量增加或者減少,不能說(shuō)它的質(zhì)量增加或者減少.【遇到事情自己拿主意,不要被名人忽悠了】
那么光子是否具有質(zhì)量?從原子核聚變的性質(zhì)可以看出光子是具有一定的質(zhì)量.二十世紀(jì)六十年代,國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定,以碳同位素 126c作為基準(zhǔn),規(guī)定它的原子量為一個(gè)整數(shù)：M（ 126c6）=12,0000000u.可以得到M（10n1）=1.0086652n,M（11 H0）=1,0078252n,M (21D1)=2,0141022n.我們知道一個(gè)中子與氫原子結(jié)合,轉(zhuǎn)變成一個(gè)氘原子.一個(gè)中子加一個(gè)氫原子之和是2,0164904u.結(jié)果比一個(gè)氘的原子量M（21D1）大出0,0023882u.原來(lái)氫原子與中子結(jié)合時(shí),用儀器可以測(cè)出放出一個(gè)光子y.這個(gè)光子的能量經(jīng)測(cè)定hy=2.225mer.從質(zhì)量與能量的當(dāng)量關(guān)系可得:1u=931,50mer.中子與氫原子結(jié)合形成氘原子時(shí),質(zhì)量虧損：m=0.0023882u.虧損能量：E=0.0023882×931.50=2,225mer.虧損能量正好與實(shí)驗(yàn)測(cè)量到的y光子能量符合.說(shuō)明中子與氫原子結(jié)合時(shí),質(zhì)量減少了,減少的質(zhì)量同時(shí)轉(zhuǎn)化到新產(chǎn)生的光子身上,所以說(shuō)光子是具有能量也具有質(zhì)量的.2,225mer能量光子正好帶走0,0023882u的質(zhì)量.所以中子與氫原子結(jié)合時(shí),反應(yīng)前后的質(zhì)量是嚴(yán)格守恒的,能量轉(zhuǎn)化也是嚴(yán)格守恒的.由于質(zhì)量和能量之間存在著嚴(yán)格的當(dāng)量關(guān)系,一個(gè)守恒保證另一個(gè)守恒.在中子與氫原子結(jié)合中,有一部分能量轉(zhuǎn)移給了新產(chǎn)生的光子,同時(shí)也把相應(yīng)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移到這個(gè)光子的身上.所以說(shuō)光子本身是具有質(zhì)量和能量的.光子是電磁波的一種,光子具有質(zhì)量,也就是說(shuō)電磁波具有質(zhì)量.