Fysik

Foton med masse?

09. januar 2007 af michael_1.g (Slettet)
E = mc^2 og E = hf

Hvis man kombinerer de to, bliver det til mc^2 = hf.
Hvis man derefter indsætter frekvensen for en foton (fx synligt lys med en bølgelængde på 700 nm), så får man en masse ud.

Men kan det passe? Fotoner/lys har da ingen masse.

Brugbart svar (0)

Svar #1
09. januar 2007 af mathon

de Broglie udledte på grundlag af Bohrs postulater for hydrogenatomet
relationen

lambda = h/(m*v),

der for "lysbølger"
er

lambda = h/(m*c), hvoraf

mc=h/lambda

mc=hf/(lambda*f)

mc=hf/c

mc^2=hf


Svar #2
09. januar 2007 af michael_1.g (Slettet)

Ja, men resultater giver det samme.
Mit spørgsmål er: Betyder det, at fotoner har en masse?
Eller betyder det omvendt, at en bold på 3 kg har en bølgelængde?

Brugbart svar (0)

Svar #3
09. januar 2007 af fixer (Slettet)

#2
Nej, det gør det ikke. Ligeså lidt som sammenhængen mellem potentiel energi og beliggenhed i et tyngdefelt betyder, at potentiel energi har en højde, eller at højde har en potentiel energi.

Ligningen E = mc² udtrykker blot at der er en sammenhæng mellem hvilemasse og energiindhold. Altså at der til hvilemassen er knyttet er stort energiindhold. Hverken mere eller mindre.

En foton bevæger sig i vakuum med farten c og kan derfor ikke være i hvile i noget system. Derfor kan man ikke tilskrive den nogen hvilemasse.

I relativistisk mekanik har et legeme, der besidder hvilemassen m, energien E² = c²p² + m²c^4, hvor p er dets impuls. En foton, som ikke besidder hvilemasse, har til sammenligningen energien E = cp. En fotons impuls er numerisk givet ved p = h/lambda hvoraf udtrykket E = hf følger.

Bemærk at det er hvilemassen der indgår i Einsteins ligning. Hvilemassen måles i systemer med impuls nul. Betragter man systemer af partikler betyder det ikke nødvendigvis at alle partiklernes hastigheder er nul. Systemets samlede impuls kan mageligt være nul selvom partiklerne hver især har store hastigheder. I visse af sådanne tilfælde kan man tillæge fotonen en _relativistisk_ masse; men det er _ikke_ en masse som vi kender det, altså en masse som er uafhængig af i hvilket system man måler den.

Afslutningsvis benytter jeg lejligheden til at udrydde den udbredte misforståelse, at stof og energi er det samme. Det er det ikke.

Stof er alt der består af elementære fermioner. Energi er en egenskab ved partikler; stof partikler har energi, ikke-stof partikler har energi.

Svar #4
09. januar 2007 af michael_1.g (Slettet)

Kan jeg heller ikke gå den anden vej og sige, at "store" objekter som en bold har en bølgelængde?

Brugbart svar (0)

Svar #5
11. januar 2007 af Larsendrengen (Slettet)

#3 Hvordan får du 2 tallet opløftet og virker det ikke med andre tal ??

Skriv et svar til: Foton med masse?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.