Cal é a masa dun fotón?

A xente está moi afeita ao feito de que unha das características de calquera asunto é de masa. É inherente non só a obxectos tan grandes como os planetas e as estrelas, senón tamén os seus análogos do microcosmos invisible: protóns e electróns. Sir Isaac Newton no seu tempo demostrou brillantemente a relación entre as forzas gravitacionais ea masa que o corpo posúe. No marco da súa teoría, os cálculos da mecánica celeste aínda se realizan con éxito. Un tempo despois da creación da teoría de Newton, fíxose necesario facer modificacións substanciais para el, xa que algúns fenómenos permanecían inexplicables. Este problema foi resolto por A. Einstein, formulando a súa "teoría especial". Ao mesmo tempo, apareceu a famosa fórmula E = m * (c * c), que indica a interrelación da enerxía, a masa e a velocidade da luz. Aplicando a fórmula ás partículas, rápidamente quedou claro que a masa do fotón (partícula de luz) é cero. A primeira vista, isto contradi o sentido común, pero todo é así. A masa do fotón a velocidade cero do seu movemento é cero. Pero cando unha partícula supera 300 mil km / s - adquire a masa habitual. Non obstante, recentemente crese que a masa do fotón, con todo, é cero. E entón o valor que segue a partir da fórmula H * v = m * (c * c), é unha masa relativista. Entón, cal é exactamente a masa do fotón? A fórmula, de feito, é. Só é máis complexo e o cálculo realízase a través do valor momentáneo dunha partícula dada.

Dado que a enerxía E para un fotón é H * v, a masa pode determinarse a partir da fórmula:

M = (H * v) / (c * c)

Pero como un fotón, en realidade, sendo lixeiro, non pode existir, en principio, a velocidades inferiores a "s" (300 mil km / s), entón a masa atopada arriba só é correcta para o estado de movemento.

O impulso pódese atopar a través

P = (m * v) / sqrt (1- (v * v) / (c * c))

A presenza dun pulso indica enerxía. De feito, se nun día de verán puxo a man debaixo dos raios do sol, entón claramente séntese a calor. É posible explicar este fenómeno a través da transferencia de enerxía por parte dunha partícula que posúe unha determinada masa movéndose a gran velocidade. Isto é o que se observa en relación á luz. Polo tanto, a masa eo momento do fotón son tan importantes, aínda que neste caso non sempre é posible operar cos conceptos habituais.

En numerosos foros en internet, están en marcha debates sobre a natureza da luz e como realizar cálculos. Obviamente, a cuestión do que a masa de fotóns é igual a, aínda non se pode considerar pechado. Os novos modelos permiten explicar de forma completamente diferente os procesos observados. Na ciencia, isto sempre ocorre: por exemplo, primeiro a teoría de Newton foi considerada completa e lóxica, pero pronto quedou claro que se necesitaron varias modificacións. A pesar diso, nada nos impide agora utilizar as propiedades coñecidas do fluxo de luz: unha persoa aprendeu a ver cos dispositivos a través da escuridade; As portas do supermercado abren automaticamente ante o visitante; As redes ópticas alcanzaron taxas de transferencia de datos previamente sen precedentes; E os dispositivos especiais permitiu converter a enerxía da luz solar en electricidade.

Por que un fotón en repouso non ten masa (e non existe en absoluto)? Existen varias explicacións para iso. En primeiro lugar, esta conclusión segue as fórmulas. Segundo: dado que a luz ten unha natureza dual (é unha onda e un fluxo de partículas), entón, obviamente, o concepto de masa é completamente inaplicável para a radiación. Terceiro: lóxico: imaxina unha roda de rotación rápida. Se ollar a través del, entón en vez de radios pode ver unha especie de néboa, unha bruma. Pero debes comezar a reducir a velocidade de rotación, xa que a bruma desaparece gradualmente e despois dunha parada completa só quedan os raios. Neste exemplo, unha néboa é unha partícula chamada "fotón". Pódese observar só en movemento e cunha velocidade estrictamente definida. Se a velocidade cae por baixo dos 300 mil km / s, o fotón desaparece.