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なぜPhotonは休息質量ゼロを持っているのですか?

光子には休憩量がゼロになっているという声明は、理論的観察と実験的観察の両方から導き出された物理学の基本原則です。ここに理由があります:

理論的根拠:

* 特別相対性理論: アインシュタインの特別相対性理論は、有名な方程式e²=(mc²)² +(pc)²を介してエネルギー(e)、運動量(p)、および質量(m)の間に深いつながりを確立します。

* 質量エネルギーの等価性: この方程式は、質量とエネルギーが交換可能であることを意味します。安静時の巨大なオブジェクトは、その質量のためだけにエネルギーを持っています(E =MC²)。ただし、質量のないオブジェクト(光子のような)は依然としてエネルギーを持っている可能性がありますが、このエネルギーはその勢いから完全に来ています。

* 光子運動量: 光子には勢いがあります(p =h/λ、ここでhはプランクの定数、λは波長です)。この勢いは、質量エネルギーの等価性と相まって、光子が大量ではないがエネルギーを運ぶことを示唆しています。

実験的証拠:

* 光の速度: 光子は常に光速で移動します(c)真空で。彼らが休憩量を持っていた場合、彼らはこの速度に到達するために無限の量のエネルギーを必要とし、省エネの原則に違反します。

* 粒子物理実験: CERNで行われたような粒子物理学の実験は、光子が大量の粒子の挙動を示さないことを一貫して示しています。たとえば、大量エネルギー違反なしに生成および全滅することができます。

重要な注意:

* 有効質量: 光子には休憩量がゼロになりますが、特定の相互作用で「効果的な質量」を示すことができます。たとえば、水のような密な媒体では、光子は媒体と相互作用し、より高い有効量を持つように見える可能性があり、その結果、速度が低くなります。これは真の休憩塊ではなく、媒体との相互作用の影響です。

結論として、光子は理論的基礎と実験的観察に基づいて質量がないと見なされます。彼らのエネルギーは彼らの勢いからのみ派生しており、常に光の速度で移動し、この概念をさらにサポートしています。

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