Care este masa unui foton?

Oamenii sunt de mult obișnuiți cu faptul că una dintre caracteristicile oricărei probleme este în masă. Este inerent nu numai unor obiecte atât de mari precum planetele și stelele, dar și analogii lor din microcosmosul invizibil - protoni și electroni. domn Isaac Newton la un moment dat a dovedit strălucit relația forțele gravitaționale și masa pe care o are corpul. În cadrul teoriei sale, calculele mecanicii cerești sunt încă realizate cu succes. Într-un timp după crearea teoriei lui Newton, a devenit necesară modificarea substanțială a acesteia, deoarece unele fenomene au rămas inexplicabile. Această problemă a fost rezolvată de A. Einstein, după ce a formulat "teoria sa specială". Apoi a apărut formula binecunoscută E = m * (c * c), indicând interrelația dintre energie, masă și viteza luminii. Aplicând formula pe particule, a devenit rapid clar că masa fotonului (particula de lumină) este zero. La prima vedere, acest lucru contravine simțului comun, dar totul este așa. Masa unui foton la viteza zero a mișcării sale este zero. Dar când o particulă depășește 300 mii km / s - dobândește masa obișnuită. Cu toate acestea, recent se crede că masa fotonului este, totuși, zero. Și apoi valoarea care rezultă din formula H * v = m * (c * c), este a relativistă. Deci ce anume este masa unui foton egal cu? Formula, într-adevăr, este. Numai este mai complexă și calculul este realizat prin valoarea momentului unei particule date.

Deoarece energia E pentru un foton este H * v, masa se poate determina din formula:

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

Cu toate acestea, din moment ce fotonul, de fapt, fiind de lumină, în principiu, nu poate exista la viteze mai mici „c“ (300 mii. Km / s), masa mai mare găsit este corectă numai pentru starea de mișcare.

Impulsul poate fi găsit prin

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

Prezența impulsului indică energia. Într-adevăr, dacă într-o zi de vară să vă puneți mâna sub razele soarelui, căldura se simte clar. Acest fenomen poate fi explicat prin transferul de energie de către o particulă cu o anumită masă care se mișcă cu viteză mare. Aceasta este ceea ce se observă în legătură cu lumina. Prin urmare, masa și impulsul fotonului sunt atât de importante, deși în acest caz nu este întotdeauna posibil să funcționeze cu conceptele obișnuite.

În numeroasele forumuri de pe Internet, se desfășoară dezbateri despre natura luminii și despre modul de efectuare a calculelor. Evident, întrebarea a ceea ce masa unui foton este egală cu, nu poate fi încă considerată închisă. Noile modele permit explicarea proceselor observate într-un mod complet diferit. În știință, acest lucru se întâmplă întotdeauna: de exemplu, mai întâi teoria lui Newton a fost considerată completă și logică, dar în curând a devenit clar că au fost necesare mai multe amendamente. În ciuda acestui fapt, nimic nu împiedică acum să utilizeze proprietățile cunoscute Fluxul luminos: omul a învățat cu ajutorul unor dispozitive de văzut în supermarket-uri temnote- ușă deschise automat înainte ca rețelele optice posetitelem- au condus la nemaiauzita de transmitere viteze de digitale și a datelor dispozitive speciale permit de a converti energia luminii solare în energie electrică.

De ce un foton în repaus nu are masa (și nu există deloc)? Există mai multe explicații pentru acest lucru. În primul rând, această concluzie rezultă din formule. În al doilea rând - deoarece lumina are o natură duală (este atât un val, cât și un curent de particule), atunci, evident, conceptul de masă este complet inaplicabil radiației. În al treilea rând - o logică: imaginați o roată rapidă rotativă. Dacă vă uitați prin ea, în loc de spițe, puteți vedea un fel de ceață, o ceață. Dar ar trebui să începeți să reduceți viteza de rotație, deoarece opacul dispare treptat și după o oprire completă rămân doar spițele. În acest exemplu, o ceață este o particulă numită "foton". Se observă numai în mișcare și cu o viteză strict definită. Dacă viteza scade sub 300 mii km / s, atunci fotonul dispare.