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光子には質量があり、そうでない場合は、重力の影響を受けますか?

あなたは物理学のいくつかの非常に興味深い側面に触れています!これは、光子が重力や媒体とどのように相互作用するかの内訳です。

1。光子と質量:

* 休憩量: 光子には休憩量がありません。これは、彼らが休んでいるときに質量がないことを意味します。彼らは常に光の速度で移動するからではありません。

* 相対論的質量: いくつかの古い物理学のテキストでは、速度とともに増加する「相対論的質量」の概念を見るかもしれません。しかし、現代の物理学は、質量はオブジェクトの本質的な特性であり、変化しないという考えを好みます。したがって、光子にはエネルギーと勢いがありますが、伝統的な意味では質量がありません。

2。重力が光子にどのように影響するか:

* 時空の曲率: アインシュタインの一般相対性理論によれば、重力は力ではなく、時空の曲率です。巨大なオブジェクトは、それらの周りに時空の生地をゆがめます。

* 光子軌道: 光子は、大量ではありますが、時空の湾曲した経路に沿って移動します。これが、重力レンズと呼ばれる現象である星や銀河などの巨大な物体の周りを光が曲がる理由です。

* redshift: 光子が重力場を通過すると、エネルギーが失われ、波長が増加します(赤方偏移)。これは、彼らが本質的に重力の井戸から「登る」ため、その過程でエネルギーを失っているからです。

3。媒体中の光子:

* 原子との相互作用: 光子がガラスや水のような媒体に入ると、材料の原子と相互作用します。この相互作用により、光子が原子によって吸収され、再放出されます。

* 速度の遅い: この吸収と再排出プロセスには時間がかかり、培地を通る光子の全体的な速度を効果的に遅くします。 光は遅く移動するように見えますが、実際には遅延を引き起こすのは原子との相互作用です。

* 光速度に戻る: 光子が培地を出ると、原子と相互作用しなくなり、再び光の速度で移動します。

覚えておくべきキーポイント:

*光子は質量がありませんが、エネルギーと勢いがあります。

*重力は、経路を曲げて赤方偏移を引き起こすことにより、光子に影響を与えます。

*原子との相互作用のために培地では光子が遅くなりますが、培地を出ると速度を取り戻します。

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