「光子が質量を持たない」というのはよく聞く話ですが、それは相対性理論から得られる式で運動する物体の速度をcとするとm=0が得られるからですか?つまり、静止質量は持つのでしょうか。
もし静止質量を持つとすれば、屈折率が1ではない媒質中を運動する時には質量を持つことになりますよね??
とはいっても、屈折率は極端に大きなものは作れないでしょうから、質量が増えるとしても微量ですし、実際どのくらいになるのか予測できないので、実験で観測できないからといって「増えない」とはいえないですよね。理論的に結論づけられるのでしょうか?
少し前まで、ニュートリノは静止質量を持たないと思われていたが、最近ごく微量の静止質量を持つことが分かった、と言う話を聞きましたが、光子はスピードを下げることが難しいから、今の所静止質量があることが確認されていないだけ、ということでしょうか?
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
光子の静止質量は定義できない、というのが正解です。
光子のエネルギー運動量ベクトルの内積を求めるとゼロになりますので、便宜上、光子の静止質量はゼロとしていますが、光子は常に一定速度でしか運動しません(真空中での話ですが)ので、静止することがありません。したがって、静止質量を定義できません。また、光子に静止質量を定義しなくとも、問題は生じません。つまり、静止質量を定義する必要もないということです。ちなみに、ニュートリノの静止質量については、静止質量がある、というニュースは聞きますが、その場合ニュートリノが左巻きスピンしか持たない理由がどうなるのかという説明を聞いたことがないので、まだまだ信用はできないと考えております。
No.2
- 回答日時:
光の質量という言葉はたいへんまぎらわしい言い方で、しばしば誤解を招きます。
相対性理論では、(エネルギー)の2乗 = (光の速さ×運動量)の2乗 + (静止質量×光の速さの2乗)の2乗
という式になっています。光の”静止”質量はゼロです。したがって上の式は
(エネルギー) = (光の速さ × 運動量)
となります。
重力は 静止質量にたいして働くのではなくエネルギーに働きますので、エネルギーは重力から見ると ”重力”質量を持っていることになります。
これをもって、光も質量を持っていると言っているのです。
この回答への補足
あ、そういえばMaxwellの電磁気学からE=cpが導かれるということは聞いたことがありますが…
それとE^2=(cp)^2+(mc^2)^2を合わせるとm=0が出てきますね。まあ、E^2=…の式の導出方法は知らないので、そのときにE=cpを使っているなら循環してしまいますが・・・
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 アインシュタインの質量とエネルギーの等価性(E=mc²)って間違ってますよね? 4 2023/01/14 13:29
- 物理学 天体に自由落下する。 1 2023/06/01 21:21
- 宇宙科学・天文学・天気 AIが答えた方程式 1 2023/02/20 00:12
- 物理学 位置エネルギーは質量ですか。 16 2023/06/11 19:40
- その他(自然科学) 相対性理論と量子力学の統一の正体は、物質M±の変化進行形の性質に有る。とは思いませんか?? 1 2023/03/28 08:56
- 物理学 光子に質量がないという意味について教えてください。 6 2023/02/09 21:12
- 物理学 観測者が運動している場合、相対論的質量は減りますか? 1 2022/03/25 18:50
- 物理学 量子力学についていくつか質問があります。 まだ興味を持ち始めたばかりで、完全な物理未経験者のため、未 5 2022/10/25 18:11
- 物理学 『四次元温度』 2 2022/05/09 11:07
- 物理学 角運動量の式変形が分かりません。 4 2022/08/03 21:04
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
面積比と質量比が同じなのは・・
-
(問題) エレベーターの床上に...
-
質量中心について
-
物理で"軽い棒"と言われたら質...
-
(物理学得意な方)雹落下時の...
-
【N/mm2→kg/mm2】単位換算
-
クントの実験のヤング率
-
質量パーセント濃度が98.0%の濃...
-
原子量を求める計算の定理
-
500N(ニュートン)を例えると
-
体重の絶対質量を求める場合、...
-
音叉の音
-
明治ブルガリアヨーグルト ブ...
-
ベンゼン50.0gに、化合物X1.22g...
-
質量パーセント濃度28%のアンモ...
-
台ばかりって、そのものの重さ...
-
公式の文字の順序について
-
高校物理、摩擦力は内力?
-
1Kcalとは!
-
衝撃力の計算方法
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
重量から質量換算ってできるの...
-
(問題) エレベーターの床上に...
-
500N(ニュートン)を例えると
-
面積比と質量比が同じなのは・・
-
衝撃を質量で表す?
-
密度の単位について質問です
-
原子量を求める計算の定理
-
質量パーセント濃度28%のアンモ...
-
【N/mm2→kg/mm2】単位換算
-
振動数vの振動子N個からなる系...
-
kgf/cm2のfってどういう意味で...
-
ボーリング玉とティッシュ紙1枚...
-
電圧(V)を質量(kg、g)への...
-
衝撃力の計算方法
-
gとg重の違い
-
密度ρ、半径a、厚さdの円盤の中...
-
明治ブルガリアヨーグルト ブ...
-
物理用語について
-
(物理学得意な方)雹落下時の...
-
光の速さで蹴られると
おすすめ情報