光子沒有質量，為什麼還有動量？

1樓：敵方炸彈小飛機

優秀的高中生！對比我高中時候怎麼整天想著玩呢不好好學習呢，慚愧。無公式回答來了（我真的太討厭公式了）

沒質量的東西有動量？只要它是「波」就可以啦。

光不止是粒子也是光波。

動量可以理解成是描述乙個物體對另乙個物體產生影響的量。比如一輛車可以撞倒乙個放著的木桶，這就是人們印象裡的例子；同樣的，大量的水也可以衝倒乙個木桶。水波承載著動量，影響了木桶，但是水「波」本身是沒質量的。

注意，水波並不是水流動方向的集合，他只是多公尺諾效應的漣漪，這裡有動量傳遞。

或者你想象兩個人拿著一根繩子，其中乙個人使勁晃一下，這樣他就可以經由繩子向另乙個人傳送乙個波，即便波沒有質量，但是還是有能量的（即動量）

看了這兩個例子，你可能還沒懂會說，繩子和水就是有質量的呀，這不是等於沒說麼？那是因為光是一種可以在真空中傳播的東西，略微抽象。對比聲波可能會好理解一點，聲波沒質量但是也是有能量的，這個就很直觀。

到光波其實就是把傳播介質拿走了，只剩下波，這個波是沒質量但是有能量的。

所以你看書上的定義式，光的能量是頻率決定的，換句話說還是波長，繞了一圈就一句話，波這個東西是能傳遞能量的，但是它不必有質量。實際上質量這個概念是個被定義的參考量，它可以用很多形式的單位表達。把質量和動量聯絡起來，只是古典力學裡的一種角度的理解，並不代表著所有有能量的東西都必須有質量。

你可以說蘿蔔是青菜，但是你不能說青菜是蘿蔔。

2樓：林光爵

光子有動量，應理解為遠方的電荷搖晃，會傳遞出變動電場和變動磁場，把你手上的電荷小球撞後退，相當於小球受到動量撞擊。變動電場和變動磁場的方向都垂直於傳遞方向，怎麼把小球撞後退呢? 以中學知識為範圍就能說明，請看鍵接:

怎麼理解光子具有動量？

3樓：朱成斌

愛質能方程E=mCC，真的無比正確嗎？

相對論有

E^2=P^2C^2+m^2C^4E^2=(PC)2+(mCC)2E=PC+mCC愛因斯E=MCC=PCE=MCC+mCCE=CC(M+mE/CC=M+m得:mo=M+m (這已變成光子靜質量=正電子質量+反電子質量了吧？)

4樓：66667777cc

光子有質量，愛因斯坦質能方程裡E=mc的平方..光子因為具有波粒二象性...在波的性質裡E=蒲朗克常量x波的頻率..

光子具有波動性，所以具有頻率，所以光子具有能量，在通過質能方程可知光子具有質量光子的質量，同時也快可以看作質量虧損的一部分。

5樓：吳漢華

光子沒有質量，為什麼還有動量?簡單地說，光子的運動速度是C，每秒約執行3O萬公里，故動量巨大，其計算公式為P=mv，光子的動量P等於質量m乘上其運動速度v，其實光子的質量極小，幾乎為零，不是沒有質量。

6樓：秦雨貓

我們一般講的質量是指靜止質量，靜止質量對任意粒子來說是個常量。然而，p=mv這種計算動量的方法只在牛頓力學裡是顯然有效的。如果在狹義相對論力學中妄圖繼續使用p=mv定義三維動量，那麼要把裡面的m換成所謂的「動質量」。

7樓：「已登出」

按照高中生能理解的方式來回答，光子有動質量，因為光子有能量。

那麼，單光子能量是多少呢，hv(讀作miu,喵)，所以單光子動質量是多少呢，由質能方程，hv/c^2，對吧，那麼所以單光子動量是多少呢，hv/c。

毫無違和感嘛。

但這有個問題，「為什麼光子的靜質量為0，但動質量卻不是0？」。

因為m=m0/sqrt(1-v^2/c^2)是個0/0，所以這個公式管不到光子。

//所以你看並不需要什麼閔可夫斯基幾何，並不需要什麼4-動量。

8樓：物理終結者待測

默默宣傳下我的思想……同題主也是乙個高中生，應該能看懂吧。

9樓：卡卡羅特

因為動量不是基於質量定義的。

你總想著p=mv所以你才感到困擾。速度是個經典概念，談光子或其它各種子的時候，你不需要談速度，只需要動量這個更基本的概念就行了

10樓：黑祭司

, 這是相對論最基本的公式之一，相對論中，動量是依靠此式來定義的，它適用於一切情況。對光子而言，當其質量為0代入上式，由於能量不為0，因此其動量也不為0.

或者我們從作用量來定義動量：

是自由拉格朗日量，由作用量給出。

或者取牛頓時空下 , 則自動得到牛頓時空下的動量表達。

可見，該表示式只是個近似，並且它沒有考慮量子化，當考慮量子化時拉式量變為。

精確動量計算方法應採用，光子能量是量子化的，有 ,因此光子動量為。

在這一連串的推導過程中，必須清楚：作用量比拉格朗日量基本，拉格朗日量比動量要基本。

11樓：nemo

以下僅為猜測，乙個物體有無重量是相對的，光相對宇宙中其他物體，質量最小，以其它物體去測量光的重量，比較之下，光相對與其他物體，質量極其稀薄，幾乎沒有物體可以相較於光，測量出質量，就好比你用羽毛去稱大象，羽毛壓彎了，大象還是測量不出羽毛的重量，而羽毛是否有質量呢？

12樓：ABCDEFG

一種能動量定義是靜止質量×四維速度，對光子是不成立的，因為光子不能靜止，不存在靜質量。

還有另一種定義是

能量=質量

動量=能量×速度

光子具有能量，所以具有質量，當然也具有動量你問這個問題顯然是混淆了，光子沒有靜質量，和光子沒有質量。

13樓：krogoth

由於其他答主已經回答了題主的問題，我只說點別的：其實最有趣的不是光子沒有質量為什麼還有動量，而是要是將質量看成像固有時那樣的不變數，即根據，如果系統中有兩個動量相反的光子(而不是只有乙個光子)，那一對光子反而有質量了。

14樓：

這個問題的起源在於「動量」的定義。如果把動量定義成：「動量就是質量乘以速度的量」 $p=m v$，那麼光子就沒有動量可言，因為零乘以任何有限的數都為零。

你可以問自己這樣乙個問題，如果乙個粒子沒有質量，但是它還能在空間中傳播，那麼我們怎麼模擬有質量的粒子定義它的「動量」。這是我們要賦予光子乙個動量的動機。定義的規則應該是這樣的：

1，新定義的「動量」應該能標識出運動的方向；

2，新定義的「動量」應該與能量滿足某些已知的關係式。

從狹義相對論上我們知道對於所有粒子有 $E^2=p^2+m^2$，對於有質量的粒子 $p$ 被稱為動量，那麼沒質量的粒子的動量我們是不是也可以根據這個式子來定義呢？這是我們賦予光子動量的乙個方案。

於是所有動量的數值，都可以定義為 $p=\sqrt$。這樣我們就得到乙個拓展的動量定義，它不僅適用於有質量的粒子，還適用於沒有質量的粒子。這是乙個統一的定義。

可是我們還留了乙個需要收尾的工作。對於沒有質量粒子 $p=E$，動量有什麼物理意義呢？根據德布羅意假說，光子同時具有波的特徵，而描述光波需要兩個引數，乙個頻率 $\omega$，乙個波矢 $\vec$，而且它們數值滿足 $\omega=k$。

於是模擬這個式子，我們可以發現，如果光子的能量正比於頻率，光子的動量正比于波矢，那麼我們就能為上面定義賦予乙個完全的物理意義。即無質量粒子的動量是它傳播波矢。

然而動量的定義並不是唯一的，為了要得到統一的定義，我們也可以有更高階的方案，比如考察測底線沿著固有時間的變化率。

15樓：

因為現代物理學裡p=mv本來就不是動量的定義式，而是粒子（才可以定義速度v）動量的低速近似的計算公式，是乙個匯出公式。動量的定義來自更一般的原則，這也是為什麼它總是守恆的——事實上電磁場的能動量最早是為了滿足能動量守恆而被寫出來的。後來它才在更一般的原則上匯出，而這個原則（通過諾特定理）保證了它的守恆律。

首先動量（正則動量）是乙個動力學概念，而不像mv一樣看起來是個運動學概念。動力學概念依賴於動力學的具體形式，由拉氏量描述（如果用哈密頓量描述那動量是基本變數根本不需要定義）。

不同拉氏量匯出不同的動量公式是很正常的；比如角動量也是一種動量，也可以從以角度為變數的拉氏量中匯出。p=mv是從低速動能公式E=(1/2)mv^2匯出的。光子的拉氏量是用電磁場描述的，因此其匯出的動量是波印廷向量這種形式。

雖然得到的計算公式看起來很不一樣，但是它們從拉氏量匯出的邏輯是一致的，因此所有這些動量都有相同的「定義」，而根據這個定義它們全都是守恆的，這才是動量的本質。

16樓：est

上面有人說

不要理會所謂的「動質量，靜質量」這些概念，質量就是質量，物理上並不區分，現在也已經不提倡這樣講。

我記得物理上還是要區分兩種 mass 的：

F=ma 的 mass

萬有引力的 mass

雖然這兩種 mass 大多數的時候是等價的。但是如果你會玩，可以發明負質量。

17樓：

高中物理開篇講質量時，定義質量是物質的基本屬性；

是物質就肯定有質量；

光子是客觀存在的物質；

毫無疑問，光子有質量。

不要理會所謂的「動質量，靜質量」這些概念，質量就是質量，物理上並不區分，現在也已經不提倡這樣講。

18樓：Porphyrin 卟啉

光子就是光線中攜帶能量的粒子。乙個光子能量的多少正比於光波的頻率大小，頻率越高, 能量越高。

光子具有能量，也具有動量，更具有質量，按照質能方程，E=mc2=hν，求出m=hν/c2，

光子由於無法靜止，所以它沒有靜止質量，這兒的質量是光子的相對論質量。

光子沒有質量，為什麼還有動量？

為什麼角動量不是質量乘以角速度？

為什麼動量 p 與質量 m 和速度 v 有關？

電子的組成除了光子還有什麼？

其他用戶還看了：