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誤解,天大的誤解!-—光子有質素就會顛覆相對論

2024-07-24科學

我和網友交流時,發現不少網友質疑: 光子有質素就會顛覆相對論。這絕不是電洞來風,這是有根據的。根據還不是一般人的,是大名鼎鼎的愛因斯坦!

哪個愛因斯坦?世界之大,蕓蕓眾生,會不會有同名同姓的可能?不。是那個寫出驚世駭俗,徹底顛覆人類時空觀宇宙觀的【相對論】的艾拔 · 愛因斯坦。

愛因斯坦在相對論中不止一處,多次表示——比如在1·15節「一般相對論的普通結果」,「具有m質素的點的相對論動能表示為:

當速度u 接近光速 c 時這個運算式接近無窮大。」

愛因斯坦

按正常人思維定勢,當動能運算式是連續的,那麽在光速時,運算式等於無窮大。可是愛因斯坦後邊還有一句話呢:「因此,無論產生加速度的能量有多大,速度u必然小於c。」

也就是說 勞侖茲變換中的變換因子裏u是不能等於光速 c 的。 那麽具有光速的質點相對論動能又該如何表示呢?下面是關於這個問題我的一個推理。

假設一列火車自左向右,以速度 u 勻速在筆直的路軌上行駛。突然一道閃電同時擊中了火車和路軌,在火車和路軌上,沿運動方向各放射出一個光子。

如果光子有質素,則記路軌上的光子為

,光子速度為 c ;記火車上的光子質素

。如果現在依照相對論,相對性原理,運動是相對的;假定火車是靜止的,那麽將會看到,路軌自右向左 以速度u 勻速 運動。這時火車上的光子速度是多少呢?

可以先寫出火車上光子的位移、時間公式

......(1)

......(2) 兩式邊邊相除,位移比時間等於速度,這樣左邊有

,右邊有

式中參照了

如果路軌上光子的速度

所以等式右邊就有

可見火車上的光子速度,毫無疑問也為 c 這不是光速不變嗎?

這樣同時在路軌和火車上有,光子的質素和速度。 根據相對性原理,物理定律與慣性參考系的選取無關,或者說慣性參考系對物理現象、規律的描述是平等的。所以就有下列等式:

等式兩邊同除以光速,可得:

所以 如果光子有質素,那麽運動系的光子質素等於靜止系光子的質素。

這一結果表明,極端吻合:光速是速度的極限(最大值),靜止是速度等於0(最小值),光子的兩種極端情況,它們的質素是相同的。有問題嗎?歡迎討論!