Фотоны масс гэж юу вэ?

Хүмүүс олон янзын материалын шинж тэмдгүүдийн нэг юм. Энэ нь зөвхөн том объект төдийгүй гаригууд болон одууд гэхээсээ үл үзэгдэх бичил биетүүдээс гадна протонууд ба электронуудаас аналог юм. Сэр Исаак Ньютон өөрийнх нь цаг үед таталцлын хүч болон бие махбодийн эзэмшлийн массын хоорондох холбоог гайхамшигтайгаар нотолсон юм. Түүний онолын хүрээнд селестиел механик тооцоо амжилттай хэрэгжиж байна. Ньютоны онолыг үүсгэсний дараа зарим үзэгдлүүд нь ойлгомжгүй хэвээр үлдсэн тул түүнийг өөрчлөхөд зайлшгүй шаардлагатай болсон юм. Энэ асуудлыг А. Эйнштейн шийдэж, "тусгай онол" гаргасан. Үүний зэрэгцээ, алдартай томьёо E = m * (c * c) үүссэн нь энергийн харилцан хамаарал, масс ба гэрлийн хурдыг харуулж байна. Үүний томъёог хэрэглэснээр фотонын масс (гэрэл хэсгүүд) тэг болно гэдгийг маш хурдан ойлгосон. Эхний ээлжинд энэ нь нийтлэг утгаараа зөрчилддөг боловч бүх зүйл яг л ийм байдаг. Хөдөлгөөний тэг хурдтай фотоны масс тэг байна. Харин бөөмс 300 мянган км / с-ээс давах үед энэ нь ердийн массыг олж авдаг. Гэсэн хэдий ч, саяхан фотоны масс тэг бололтой гэж үздэг. Дараа нь H * v = m * (c * c) томъѐогоор илэрхийлэгдсэн утга нь relativistic масс юм. Тэгэхээр фотоны масс юу вэ? Томъёо нь үнэхээр. Зөвхөн энэ нь илүү төвөгтэй бөгөөд тооцооллыг өгөгдсөн бөөмсийн момент утгын дагуу гүйцэтгэдэг.

Фотон дахь Е энерги нь H * v учраас массыг дараах томьёогоор тодорхойлж болно:

M = (H * v) / (c * c)

Гэхдээ фотон нь үнэндээ хөнгөн бол 300 мянган км / с-ээс бага хурдтайгаар хурдтай байх боломжгүй юм. Тиймээс дээр дурдсан масс нь зөвхөн хөдөлгөөний төлөв байдалдаа зөв юм.

Импульсийг олж чадна

P = (м * v) / sqrt (1- (v * v) / (c * c))

Цохилт нь энергийг илэрхийлдэг. Үнэн хэрэгтээ, хэрэв зуны өдөр гараа нарны цацраг дор байлгах юм бол халуунд мэдрэгдэх болно. Өндөр хурдтай хөдөлж буй тодорхой масстай зарим тоосонцороор энергийг дамжуулах замаар энэ үзэгдлийг тайлбарлах боломжтой юм. Энэ бол гэрлийн талаархи ажиглалт юм. Тиймээс фотоны масс ба хурд нь маш чухал байдаг ч энэ тохиолдолд ердийн үзэл баримтлалтай ажиллах боломжгүй байдаг.

Интернетийн олон тооны форум дээр гэрлийн мөн чанар, тооцоо хэрхэн хийх тухай мэтгэлцээн үргэлжилж байна. Фотонын масстай тэнцүү гэсэн асуулт нь хаалттай гэж тооцогдохгүй. Шинэ загварууд нь ажиглагдсан процессыг өөр өөр аргаар тайлбарлах боломжтой болгодог. Шинжлэх ухааны хувьд энэ нь үргэлж тохиолддог: жишээлбэл, Ньютоны онолыг бүрэн, логик гэж үздэг байсан боловч удалгүй хэд хэдэн нэмэлт өөрчлөлт оруулах шаардлагатай болсон нь тодорхой болсон. Гэсэн хэдий ч бид одоогоор гэрэл урсгалын мэдэгдэж байгаа шинж чанарыг ашиглахыг биднээс хориглодоггүй : хүн харанхуйд төхөөрөмжүүдтэй танилцаж сурсан. Супермаркет хаалга автоматаар зочны өмнө нээгдэнэ; Оптик сүлжээнд өмнөх урьд өмнө байгаагүй өгөгдөл дамжуулах түвшинд хүрч чадсан; Тусгай төхөөрөмжүүд нь нарны гэрлийн эрчим хүчийг цахилгаан болгон хувиргах боломжийг олгосон.

Фотон яагаад амарч байгаа вэ (тэгээд огт байдаггүй)? Энэ талаар хэд хэдэн тайлбар бий. Нэгдүгээрт, энэ дүгнэлт нь томъёоноос эхэлнэ. Хоёрдугаарт, гэрэл нь хоёр шинж чанартай (энэ нь долгион ба бөөм урсгал), мэдээжийн хэрэг, массын үзэл баримтлал нь цацраг идэвхтнээр бүрэн хэрэгждэг. Гуравдугаарт - логик: хурдан эргэлдэгч дугуйг төсөөлөөрэй. Хэрвээ та үүнийг харах бол хигээсийн оронд манан, манан харагдана. Харин манан нь аажмаар алга болж, эргэлтийн хурдыг багасгаж эхэлнэ. Энэ жишээнд мананцар нь "фотон" гэж нэрлэгддэг бөөм юм. Энэ нь зөвхөн хөдөлгөөнд ажиглагдаж, маш нарийн тодорхойлогддог. Хэрвээ хурд нь 300 мянган км / сек-ээс бага байвал гэрэл зураг алга болно.