為何光子的靜質(zhì)量為零?

針對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我說(shuō)說(shuō)我的觀(guān)點(diǎn)。光子的靜質(zhì)量為零,這是在相對(duì)論中定義的,一方面是為了數(shù)學(xué)上的自洽,也有推導(dǎo)過(guò)程。


為何光子的靜質(zhì)量為零?

根據(jù)相對(duì)論的描述,光子由于無(wú)法靜止,所以它沒(méi)有靜止質(zhì)量,所以光子只具有相對(duì)論質(zhì)量。

從波的角度看,光子具有兩種可能的偏振態(tài)和三個(gè)正交的波矢分量,決定了它的波長(zhǎng)和傳播方向;從粒光子晶體結(jié)子的角度看,光子靜止質(zhì)量為零,電荷為零,半衰期無(wú)限長(zhǎng)。 光子是自旋為1的規(guī)范玻色子,因而輕子數(shù)、重子數(shù)和奇異數(shù)都為零。

為何光子的靜質(zhì)量為零?

光子的靜止質(zhì)量嚴(yán)格為零,本質(zhì)上和庫(kù)侖定律嚴(yán)格的距離平方反比關(guān)系等價(jià),如果光子靜止質(zhì)量不為零,那么庫(kù)侖定律也不是嚴(yán)格的平方反比定律。 所有有關(guān)的經(jīng)典理論,如麥克斯韋方程組和電磁場(chǎng)的拉格朗日量都依賴(lài)于光子靜質(zhì)量嚴(yán)格為零的假設(shè)。?從愛(ài)因斯坦的質(zhì)能關(guān)系和光量子能量公式可粗略得到光子質(zhì)量的上限:m=hν/c2。

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