作者mgtsai ()
看板Physics
标题Re: [问题] 有关光子的问题
时间Mon May 5 02:03:58 2008
※ 引述《mgtsai ()》之铭言:
: 一般谈到质量的概念,大多是谈 "静止质量" 一事
: 至目前为止,实验结果显示,在真空中,光子还没被量测出带有静止质量
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: ◆ From: 116.59.38.206
: 推 nightkid:那被重力弯曲要怎麽解释? 05/05 00:46
你问的这个问题,要分成两件事来回答:
一、光子的静止质量为 0 (粒子的静止质量,定义为在静止状态下的质量)
而光子的前进为何还会受重力影响而弯曲?
我们来看,什麽叫做重力?
自从伽利略时代,有一个很重要的实验:比萨斜塔自由落体实验
得出一个很重要的结论:在不受重力之外的其它外力影响下
物体运动的时空轨迹会一模一样
换句话说,一个一公斤的大铅球,与一个零点零一克的小钢珠
都会受重力影响,而且运动的时空轨迹是完全相同的
(忽略广义相对论大铅球与小钢珠本身的重力场造成的局部时空扭曲效应)
即使小钢珠的质量很轻,所受的重力比较小 (所受的重力正比与质量)
但由於质量也较轻,所以整体而言,重力加速度不会随质量的大小而变
即使小钢珠的质量只有
零点零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零零一克
重力加速度仍是定值,与物体本身的质量无关
套用在光子上,其实,只要运用类似数学上极限的处理手法
就会得到,光子有没有静止质量
与光子会不会受到重力场的影响而使前进路线弯曲,是两件不一样的事
可以尝试计算,光子静止质量为 10^-10kg, 10^-100kg 10^-1000kg 时
与光子以近似光速运动时 (γ取 10^10, 10^100, 10^1000 等值)
光子的前进路线为何?
会发现,光子若以同一个γ值运动,运动轨迹与光子的质量大小完全无关
所以要看光子以光速运动时的轨迹,就令γ->∞
而很清楚的一点,当γ趋近於∞时,运动轨迹并不会愈变愈直
而是会趋近於某一条曲线,就是无静止质量的光子运动轨迹
换句话说,m->0,γ->∞,所得到的运动轨迹就是光子受重力影响下的运动轨迹
二、光子具有动质量
若以所谓 "动质量" 的定义,光子当然具有动质量
但这样的定义,不太受大家喜欢,为什麽呢?
因为以这种方式定义的动质量,会随所取用的惯性座标系的不同而有所改变
(不遵守 Lorentz 协变不变性),所以动质量就较不具有物理涵义
而静止质量的物理涵义则相当清楚,它等於 "能动四向量" 的长度值 (norm)
(能动四向量遵守 Lorentz 协变不变性,为一阶逆变张量
静止质量亦遵守 Lorentz 协变不变性,为零阶张量:纯量)
这麽说吧,会谈论所谓的动质量,算是较古老的说法
现在而言,大家谈论质量时,一般是指:静止质量
: 推 feynman511:时空的弯曲 metric就不是ds^2=-dt^2+dr^2这种样子 05/05 00:50
在广义相对论下,metric 还是 ds^2 = -dt^2 + dr^2
只不过,这个 2-form 只有在局部有效
而在广域下,一般而言,由於这个 2-form 是不可积分的
所以无法取得广域一体适用的时空座标系
(一个 n-form 的可积分性,就不在这边讨论,这是微分几何的范围)
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◆ From: 116.59.38.206
1F:推 pleasetoyou:那适不适用薛丁格方程式??? 05/05 07:23