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
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
可以先寫出火車上光子的位移、時間公式
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:
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!