光没有质量,但光具有能量,但不符合E=mc²,是怎么回事?

由网友 自由东兴5T3 提供的答案:

光在物理中被看作电磁辐射,它的能量与频率有直接关系,而与光的质量无关。光的一个重要性质是,它可以传递能量而不必有质量。这个概念可以从光子的质量为零中得到证实,因为光传播的基本单位是光子,它没有任何质量。

然而,爱因斯坦的著名公式E = mc²是一个广义的能量守恒公式,其中E代表能量,m代表物体的质量,c代表光速。这个公式适用于具有质量的物体,因为质量和能量是可以相互转化的。对于光子来说,由于其没有质量,这个公式也就不再适用了。

因此,虽然光没有质量,但仍然具有能量,这并不违反物

理原理。

由网友 醉花音 提供的答案:

1:按照你这种思维来思考,确实不合理,要想弄明白这个问题,必须要用量子的概念来解释。我们都知道光是没有静止质量的,别问为什么,你有看到过静止的光吗;爱因斯坦的质能方程E=mc2只适用于具有静止质量的物体。在量子理论没被提出之前,人们普遍认为自然界的能量是连续不断的,并且对光的理解也是认为连续的,后来直到德国理论物理学家普朗克提出了"黑体"的概念,人们才开始逐渐认识到能量不是连续的;

2:普朗克认为任何物体在任何温度下,都会向外辐射能量且向内吸收能量,普朗克假设在一个金属空腔中有一个电子,电子的运动可以视为谐振子,电子在吸收或者释放能量,是以hv为单位,一份一份地进行的,其中hv称为能量子,简称量子,是能量的基本单位,任何能量都是hv的整数倍;能量子E=hv,h称为普朗克常量,值为:6.626e-34j·s。虽然普朗克提出了具有划时代意义的量子概念,但是量子力学是个任务艰巨的学科,普朗克在1900年提出量子概念后,经过爱因斯坦,玻尔,德布罗意,波恩,海森伯,薛定谔,狄拉克等著名物理学家的共同努力,到20世纪30年代,才建立了一套完整的量子力学理论。

3:其中最著名的量子实验要数赫兹的光电效应实验:在光的照射下,电子从金属表面溢出的现象。溢出的电子叫光电子,产生的电流叫光电流;自从光电效应被发现后,人们更进一步地认识到,光是具有粒子性和波动性的,即波粒二象性。描述光的粒子性是光具有能量E和动量P,描述波动性是光具有频率v和波长λ。可以看出,光只能用量子力学中的公式来解释,而不能用相对论来的公式解释,这也是为什么光具有能量,但不符合E=mc2的原因。

由网友 傅渥成 提供的答案:

光子没有静质能,但是有与动量(波矢)成正比的动量,这一部分同样会对能量形成贡献,能量与动量成正比。爱因斯坦的这个公式还有一个完整版,这个完整版叫做「能量动量关系」,有时也叫「色散关系」。这个公式的完整版应该是:

在相对论中,动量是一个四维矢量,这个想法最早来自于爱因斯坦的老师闵可夫斯基。闵可夫斯基发现,只要增加一个维度,很多物理量可以在时空变换下保持不变,这种相对论的时空变换最早由洛伦兹提出,在洛伦兹变换下保持不变的物理量被称为洛伦兹不变量。

在狭义相对论中,不但物体的运动会让物体具有能量;当物体静止时,能量会与物体的静止质量(这也就是牛顿力学问题中常见的「质量」)m 成正比,能量与静止质量之间的换算关系即为大名鼎鼎的 E = mc² 。静止的能量跟动量合在一起成为了「能量」。

平时我们常见的 E = mc² 只反映了静质能的部分,然而还有运动所带来的能量贡献没有考虑。如上图所示,静止质量可以看成三角形的一条直角边,而动量可以看成是三角形的另一条直角边,能量就是这个三角形的斜边。这个关系即为相对论中的「能量—动量关系」。因此,在狭义相对论的框架下,不但时间和空间被统一了起来,能量与动量也被统一了起来,而质量与能量也被统一了起来。

理解到这里,于是你就会明白,光子只是一个特殊的三角形,他的一条直角边长度为0,因此能量完全是由另一条直角边贡献的。

由网友 屋顶上的月光 提供的答案:

光没有质量,这个观点在物理学上是被举世公认的。但是,光却具有能量,这一点同样得到了广泛的认可。然而,人们可能会感到困惑:既然光有能量,那么根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,光是否应该具有质量呢?这是一个引人深思的问题。那么,到底是什么因素导致了光没有质量,却能够具有能量呢?

首先,我们需要了解质能等价原理。质能等价原理是爱因斯坦相对论的核心概念,它表明质量和能量是可以相互转换的。也就是说,物体的质量可以转化为它所含有的能量,而能量也可以转化为质量。质能等价原理的公式为E = mc²。其中,E表示能量,m表示物体的质量,c表示光速。

那么,回到光没有质量这个问题上来。我们知道,光是由带电粒子发出的电磁波,这些电磁波的能量可以被传递和转移,但它们没有质量。这是因为光是由电磁场产生的,而电磁场不是物质,它只是空间中的一种场。因此,光没有质量。

但是,光的能量却是可以被计算的。根据经典物理学的公式,光的能量E等于光的频率ν乘以普朗克常量h。这个公式表明,光的能量与它的频率成正比。因此,当光的频率增加时,它的能量也会相应地增加。这就是为什么紫外线和X射线等高能辐射能够对生物体造成危害的原因。

那么,为什么光的能量与质量转换的公式E=mc²不符合呢?这是因为公式E=mc²适用于物质粒子,而光并不是物质粒子,它是由电磁波组成的。光没有质量,因此它的能量也无法通过质量转换的方式来计算。相反,我们需要使用电磁波的能量公式来计算光的能量。

综上所述,光没有质量,但却具有能量。这是因为光是由电磁波组成的,而电磁波是由电磁场产生的,电磁场不是物质,因此光没有质量。然而,光的能量可以被计算,它与光的频率成正比。因此,光与物质粒子不同,我们需要使用不同的公式来计算它的能量。

由网友 梦栖洲 提供的答案:

所谓光子质量为0,是说光子没有静止质量,但并不意味着光子没有运动质量。

我们要是愿意把运动质量m和光速c乘起来,还真的可以得到一个不为零的光子的动量p=mc=E/c.这说明了光子是可以有动量的

光子的动质量可以用质能方程跟光子能量方程联立

E=mc^2=hv

可以推导出动质量。

由网友 宇宙谱 提供的答案:

你这问题看起来简单,实际上是历史问题,首先是将光运动定性为量子态位移,这是从爱因斯坦以来未解决的基础问题,是对物质能量本质理解不够的问题,光本质是能量运动,能量是动态体发生型态改变引起局部区域的动态分亨运动,其原因是区域区间内的动态压强平衡调整运动。物质有质量一是具有相对稳定的型态才能形成属于自身的动态压强体系,在与各方调配中才能产生内外压强差值,这是物质体产生质量的必备条件,光是动态分享扩散,扩散过程是连续的,是不同物体分亨了动态这样的过程,例如在水体中拿走一定量的水,拿走的水有质量,有体积,拿走后水体平衡被打破,没拿走的水在重力压强下会立即来填充,由于填有过程,从零动填充量至最大量成为波峰,再归为零,一路连动就成为水波动态,水波有能量是水波动态,并非动态本身,是重力压强下的平衡势能转换,光有能量并非光动本身,而是压强使粒子分亨了动态并转移动态,转移因区域扩大分亨单体量递减,动态量也递减,因此光无定型定态也就不能产生质量,光动实际是光动路途中各粒子相变转移的过程态。光表现出能量是由动态粒子来完成的,其作用是具体动态中的粒子,并非光动本身有能量,这是相对论与量子力学不相容的交点。E=mcV2方程尽管很多人认可,但内涵到底描述了什么呢?有点象四不象,怎样完善还须时曰。能量本质是动态体型态变化量,是定态量分发,然而m在不同能量场区域是变量,c在不同压强区依然是变量,真不知爱因斯坦搞出E=mcv2是什么意思。题中光是能量是能量运动是对的,但光有能量是错的,一字之差对错之别,没有属于光自己的稳定型态自然就没有质量,也没有自身型态变化量,也就无光子的称谓。(本文原创,供参考)

由网友 周庆和 提供的答案:

其实,应用极性对应哲学,质量体与能量体的分辨是非常简单的。应用河图洛书和八卦分类既十分简单又非常正确。

在河图洛书的八卦组合中,奇数大于偶数的5阳独立组合、9-4、7-2组合都属于能量体。偶数大于奇数的5-10、1-6、3-8组合都属于质量体。光属于9-4离性能量,是奇数(阳性)大于偶数(阴性)的组合体,所以,用阴阳组合去衡量光,不但没有质量,而且是负质量的。

所谓负质量,就是质量体结合了这种能量体就会表现质量的损失。比如,水吸收了9-4离热性能量,就会表现质量的丢失而减少重力,水变成水蒸汽可以看作就是减少质量而变成水汽的。

质能是由0性态空间的正负性分化而诞生的,所以,质能既是互相产生的,但也是可以互相中和的。质能唯独不能的是互相转化。原因就在于阳性不能变阴性,阴性也不能变阳性。别说男人可以变女人。男人变的女人是不能生儿育女的假女人,其本质还是男人。

由网友 物原爱牛毛1 提供的答案:

质能方程式E=mc²指的是物质粒子及由粒子构成的物质的质量和能量的关系。质量和能量即可以互相转化,又可以同时共存。实际上质量和能量是一个物质的两个方面。是从不同角度的衡量。所谓的转化也是其中的一面占了主导,而另一方面退居次要。比如说物体燃烧,核能释放都是能量作为主要形式。而光我认为并不是一种粒子。实际上爱因斯坦只是把它称为"光量子",所谓的波粒二象性中的粒子性指的是一份一份的不连续性,即量子性。所以光并不受质能方程式的制约,光没有静止质量指的不仅仅是静止时没质量的意思,它还指光根本不会静止,所以说没有静止质量。正因为光子没有质量,所以它才能达到宇宙中的最高速――光速。它不受质量的制约。光子不但没有静止质量,而且也没有运动质量。它只具有能量。在这里质量和能量分割开了。根据现有的粒子模型我们知道物质质量是由"上帝粒子"――希格斯玻色子产生。:我认为光与引力波一样是时空的涟漪,根本不是物质粒子,所以"上帝粒子"对光起不了作用,产生不了质量。综上所述光只是一份一份的能量,而不具有质量。

由网友 超级科学大师 提供的答案:

杨春华先生认为光没有质量是不对的,光子具有牛顿质量。

杨春华先生认为宇宙中的物质或者光,具有两种能量,一种是引力能一种是电磁能。引力能也叫动能是1/2mv平方,光子的电磁能也等于这个数值,光子的能量之和为mv平方。这就是杨春华统一场论的能量方程。光波是引力波和电磁波的共振波

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