Маса фотона і суміжні питання

Все, що написано нижче, розглядається з позицій релятивістської механіки, в якій гранична швидкість поширення взаємодій обмежується швидкістю світла. Тобто c - швидкість світла.

1) Імпульс дорівнює добутку маси на швидкість

Ні, механічне визначення імпульсу в релятивістській механіці приймає наступний вигляд

2) Маса частинки залежить від її швидкості

Ні, маса частинки не залежить від вибору системи відліку і, отже, від швидкості руху. Це випливає з співвідношення між енергією і імпульсом для частинки маси m

У лівій частині цієї рівності стоїть релятивістський інваріант.

Ви дійсно хочете прирівняти енергію частки, що покоїться до енергії фотона, який рухається зі швидкістю світла?

6) А з чого ми взагалі взяли, що у фотона немає маси спокою і, отже, маси?

Справа в тому, що фотони рухаються зі швидкістю, яка дорівнює швидкості світла. Єдиний спосіб уникнути неприємностей (погляньте на формулу для імпульсу) в цьому випадку - прийняти масу фотона дорівнює нулю.

7) Поняття маси і енергії еквівалентні

Ні. Будь-яка маса володіє енергією, але не всяка енергія володіє масою. Якраз тому в фізиці елементарних частинок прийнято вимірювати масу в електронвольтах. Це пов'язано з тим, що масу частинки можна визначити через її енергію спокою, тобто енергію, якою володіє частка, коли вона спочиває.

8) Але якщо у фотона немає маси, то що таке тиск світла?

У цьому випадку тиск визначається імпульсом фотонів, а не масою. До речі, значення модуля імпульсу фотона можна знайти із співвідношення між енергією і імпульсу, поклавши в ньому масу рівною нулю

Таким чином, з позицій релятивістської механіки, в якій максимальна швидкість поширення взаємодій приймається рівною швидкості світла, маса фотона повинна бути дорівнює нулю.

У наступній частині я розповім, чому фотони, навіть не маючи маси, відчувають вплив гравітаційного поля. А в третій частині спробую пояснити, чому не можна ось так просто взяти і покласти масу фотона дорівнює нулю.