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靜止品質為零:有還是沒有?

靜止品質為零:有還是沒有?

光子的靜止品質為0。 所謂靜止品質, 就是指物質相對於某慣性系靜止時的品質。 而光是永遠不會靜止的。 光在真空中永遠以光速c(29.9792458萬km/s)運動, 在其他介質中速度會減小, 但它不會靜止, 一旦靜止就意味著被別的物質吸收。

你絕不會捕捉到一個靜止的光子, 為什麼呢?因為愛因斯坦提出, 光子的靜止品質為零, 它只有運動品質。

在相對論中, 物體的品質是隨運動速度而變化的, 如果一個物體的靜止品質不為0, 那麼它達到光速時, 運動品質就會變得無窮大, 所以只有光子這種靜止品質為0的粒子才能以光速運動, 其他所有物體的最大運動速度都不會超過光速。

根據E=mc2=hν, 可以得到光子的運動品質m=hν/c2, 也就是說, 對於不同頻率的光, 其光子的品質也是不同的。 這真是令人難以理解, 靜止品質為0, 光子到底存不存在呢?運動品質不同,

這個品質又是怎麼產生的呢?

這個問題也許只有從E=mc2來尋找答案。 這個狹義相對論中最有名的公式, 揭示了品質和能量的轉化關係。 用愛因斯坦的話來說, 就是:

“能量就是品質, 品質就是能量。 ”

能量直接轉變為品質產生光子, 所以光子是從無到有, 因而沒有靜止品質。

但是能量又是怎麼產生的?光子是一產生就以3×105km/s的速度運動, 還是有個從0到3×105km/s的加速過程?

以現有理論來看, 光子是不可能有從0到3×105km/s的加速過程的, 所以光子一產生就以光速運動, 它是怎麼做到的呢?

2007年, 法國物理學家已經設計出一種能夠捕獲光子的裝置, 這種光子捕獲儀可以捕捉單個光子。 這種裝置裡有一個空腔, 空腔裡是反光能力極強的超導鏡子, 能夠在0.14s的時間裡捕捉並監控一個光子。 別小看這0.14s, 在這段時間內, 一個自由的光子可以完成從地球到月球大約十分之一的距離。

可是即便如此, 誰又敢說人類已經真正認識了什麼是光子, 什麼是光呢?人類在光子面前, 看來還得吟出屈原的那句詩:“路漫漫其修遠兮, 吾將上下而求索。 ”

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