Czy foton ma masę? Podobno nie ale co w takim razie ze wzorem Einsteina (E=mc²) oraz faktem, że foton ma pęd, który jest definiowany jako iloczyn MASY i prędkości ciała? Proszę o zrozumiałe (!) wyjaśnienie.

Czy foton ma masę? Podobno nie ale co w takim razie ze wzorem Einsteina (E=mc²) oraz faktem, że foton ma pęd, który jest definiowany jako iloczyn MASY i prędkości ciała? Proszę o zrozumiałe (!) wyjaśnienie.
Odpowiedź

Z fotonem jest taka sprawa, że nie ma on masy spoczynkowej.  Ale posiadają one energię, ponieważ się poruszają i to z prędkością światła. Relatywistyczna definicja pędu wygląda tak: [latex]p= frac{Ev}{c^2} [/latex]

Niestety masa niejedno ma imię. To, co nam się kojarzy z tym pojęciem to masa jako miara bezwładności (taka właśnie masa występuje we wszystkich wzorach mechaniki newtonowskiej). Jest jeszcze masa grawitacyjna (M), która występuje we wzorze na siłę: [latex]mathbf{F_g}=-frac{GMm}{r^2}frac{mathbf{r}}{r}[/latex] Wreszcie masa relatywistyczna w przesławnym wzorze E=mc². To ostatnie jednak z pojęciem masy ma niewiele wspólnego i lubię to tłumaczyć (w wypadku fotonu) jako ilość "prawdziwej" masy, którą takie foton mógłby wyprodukować kosztem swojej energii. Tak si dzieje np. przy kreacji par elektron-pozyton. Nie ulega wątpliwości, że foton nie ma masy bezwładnej - grawitacyjnej też raczej nie, choć można uginać światło w silnych polach grawitacyjnych. Ma jednak energię, więc posiada masę relatywistyczną. Jeśli chodzi o pęd, dotykamy tu arcydelikatnej sprawy dualizmu korpuskularno-falowego. Najpierw była tu obserwacja (efektu Comptona, zjawiska fotoelektrycznego), która kazała wprowadzić pojęcie pędu fotonu, bo zachowywał się on jak cząstka materialna i swój pęd przekazywał innym cząstkom (tu elektronom). Nie należy się jednak bardzo dziwić temu, że foton ma pęd. Nawet bez słynnego wzoru mechaniki kwantowej [latex]p=h/lambda[/latex] udało się pokazać, że fala elektromagnetyczna wywiera ciśnienia na powierzchnię, a więc ma pęd: [latex]p=E/c[/latex] gdzie E jest ilością energii niesioną przez falę E-M, zaś c - prędkością. Wzór kwantowy wziął się z powyższego po tym, jak Planck zauważył, że najmniejsza porcja energii to E=hc/λ pozdrawiam  --------------- "non enim possumus quae vidimus et audivimus non loqui"

Dodaj swoją odpowiedź