如果质量和能量相同,那么光子如何具有能量却没有质量,就变得无质量?
我将使其尽可能简单。考虑您当前所处的环境。仔细看看周围的物体。如果您在房间里,可能会观察到床,壁橱,天花板,电视等。现在,所有这些对象在其运动方面共享的东西是什么?没错,它们相对于“您”都处于“静止”状态,这意味着房间内的这些对象与您共享相同的“参照系”。
因此,观察时似乎静止的任何物体都被称为与您共享相同的参照系。现在,当您测量任何静止物体(即参照系中的一个物体)的质量时,就可以测量该物体的“静止质量”。当您看到相关物
体相对于您运动时,该物体在“参考系”中不再为“ no”,现在,当您测量移动物体的质量时,您将测量被称为“相对论质量”的物体。物体。
这是自然界的一个美丽的经验事实,无论您选择从哪个参照系观察光,光始终以光速运动。这意味着光线在任何参考系中都不会静止。这是我们不能从第一性原理中得出的东西,而必须像物理学家一样接受它,然后再继续做下去。
由于光在任何参考系中都不会静止,因此无法测量其静止质量。另一方面,可以通过说“光没有静止质量,光不能保持静止这一事实”来证明这一点。
我们可以采取一些有趣的措施来测量剩余的光量。考虑一个由完美的镜子组成的盒子,镜子的反射面位于盒子的内部。设单个反射镜的质量为M,由于制造该盒子需要六个反射镜,因此盒子的质量变为6M。
现在,我们在组装后测量盒子的质量,并说盒子的质量被测量为B(组装后)。在组装盒子时,如果在盒子内部捕获到任何光颗粒,则盒子B的质量将是镜子的质量以及盒子内部的光的总和的结果。令捕获的光的质量为X。因此,
B = 6M +X。
我们现在能够测量光量的原因是,光被捕获在盒子内部并且不断撞击并从盒子内部的反射镜反射,并且没有净运动,因此组件也没有净位移。因此,该组件现在相对于您处于静止状态,并且可以测量其静止质量。因此,盒子中捕获的光的能量E变为
E = X c ^ 2。
因此,将能量集中或限制在组件或结构中,使得组件没有净运动或位移将增加组件的总静止质量。请考虑以下实例,以更好地理解此语句。
用相同材料制成的两条等长导线将具有相同的质量,但是如果其中一根导线开始承载通过它的电流,则它将比另一根导线具有更多的静止质量。这是由于以下事实:电子在流动时具有动能,并且导线没有净运动,因为为了使电流通过导线,电路必须完整,实质上电子必须往返。因此,电流有助于电线的静止质量。
同样,如果两者的体积相等,则热水的质量比冷水要大,而我们忽略了粘度随温度的变化。而且,由于工作时钟具有可移动的部分,因此运行时钟将具有多个相同的非工作时钟。
如果您仍然感到困惑,那么狭义相对论入门课程将对您有很大帮助。
希望我能够对此回答公正。
PS:没有“相对论质量”之类的东西,但名称用来描述运动中物体的质量。我不会详细介绍这个。
我本可以更详细地讲,但我必须尊重回答的长度。