Чему равна масса фотона света с частотой v?

Фотон является элементарной частицей, не имеющей массы в покое. Он также является основным носителем электромагнитного излучения, включая видимый свет. Масса фотона равна нулю, что делает его отличающимся от всех других элементарных частиц, известных в настоящее время.

Фотон характеризуется своей энергией и импульсом, которые связаны с его частотой и длиной волны соответственно. Известно, что энергия фотона связана с его импульсом следующим образом:

E = hν

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка и ν - частота фотона.

Следовательно, масса фотона может быть выражена с использованием известного выражения для энергии и известных формул, связывающих энергию и импульс частицы:

E² = m²c⁴ + p²c²

где m - масса частицы, c - скорость света и p - импульс.

Так как масса фотона равна нулю, данное уравнение становится:

E² = p²c²

Выразим p из этого уравнения:

p = E/c

Подставим значение энергии фотона (E = hν):

p = (hν)/c

Используя известные соотношения планковской постоянной (h = 6.63 x 10⁻³⁴ J·s) и скорости света в вакууме (c = 3 x 10⁸ м/с), мы можем выразить импульс фотона:

p = (6.63 x 10⁻³⁴ J·s x v)/ (3 x 10⁸ м/с)

Импульс фотона света с частотой v равен (6.63 x 10⁻²⁶ J·с·Hz) / v.

Таким образом, мы видим, что масса фотона равна нулю, а его импульс зависит от его частоты и выражается через соотношение импульса и энергии фотона.

Это связано с тем, что фотон обладает волновыми и частицами свойствами одновременно, что отличает его от всех других известных частиц. Масса фотона является инвариантом и всегда равна нулю, независимо от его энергии и частоты.