重量是多少?

由:凯特创作|

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重量轻吗?嗯,是也不是。
agsandrew / iStock /思想库

如果有一个简单的答案重量,我们都知道。可能会有一些小学的童谣来帮助我们记住确切的数字,就像我们有用的关于1492年和海洋蓝色的小调一样。

相反,我们被迫费力地回答一些复杂的问题,比如“嗯,它有点重,但不像普通的东西那么重。”在操场上唱这首歌太难听了。

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让我们试着理清这一团混乱,从一个完全不同的问题开始:光子有质量

光子是光的最小尺度,不,它们没有质量。这很简单,对吧?光是由光子组成的,光子没有质量,所以光没有质量,也不能称重。

没有那么快。因为光子有能量爱因斯坦告诉我们,能量等于一个物体的质量,乘以光速的平方。光子如果没有质量怎么能有能量?(人们想象爱因斯坦在思考光子:质量和耸耸肩,希望没有人注意到这种差异。)

实际上,爱因斯坦证明的是,能量和质量可以是一样的东西——所有的能量都有某种形式的质量。光可能没有静止(或不变)质量——描述物体重量的重量。但根据爱因斯坦的理论(以及光的行为就像它有质量一样,因为它受重力影响),我们可以说质量和能量同时存在。在这种情况下,我们称之为相对论性质量物体运动时的质量,相对于静止时的质量[来源:吉布斯].

所以,我们的答案是,要么是,要么不是。光线是否有质量,可以在浴室秤上称?肯定不是。但它是引力场的一个来源,所以我们可以说,一个有光的盒子比一个没有光的盒子重——只要你理解你测量的“重量”是能量的一种形式,而不是,比如说,磅或公斤[来源:问范].

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发布日期:2014年9月22日

重量轻常见问题解答

轻有重量吗?
排序的。所有的能量都有某种形式的质量,光也不例外。所以轻有重量,但不是你在浴室磅秤上称的重量。
光的质量是多少?
这个问题没有明确的答案。光是由四处移动的光子形成的,形成了我们看到的亮度。光子本身没有质量,但它们在运动时具有能量,爱因斯坦说这可能是一回事。
重力会影响没有质量的物体吗?
重力几乎影响所有携带能量的物体,甚至是没有质量的粒子。这就是为什么暗物质的引力能能改变光在太空中的路径。
为什么光会受到重力的影响?
重力是一种使光线弯曲并使其向内或向外弯曲的力。当光线面对大质量物体时,光线会下降和弯曲,这就是引力透镜效应。
电的重量是多少?
如果你以电子的形式来考虑电,它确实有点重。重量是微不足道的,大约一克为1000,000,000焦耳额定一伏特。

更多的信息

作者注:重量是多少?

理解光与质量、光子与能量之间的关系是令人生畏的。这足以让人希望爱因斯坦能够耐心地亲自为我们讲解。

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  • 吉布斯,菲利普,卡尔,吉姆,考克斯,唐。et al。什么是相对论质量物理学和相对论常见问题。2012.(2014年6月25日)http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
  • 吉布斯,Philip。“光有质量吗?”物理学和相对论常见问题。1997.(2014年6月25日)http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/light_mass.html
  • 牛顿。“阳光和体重。”阿贡国家实验室。2012年6月。(2014年6月25日)http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00644.htm
  • UCSB ScienceLine。“我想知道光....”加州大学圣巴巴拉分校。(2014年6月25日)http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=2976
  • 怀特洛克,劳拉。“问一个天体物理学家”。美国国家航空航天局。(2014年6月25日)http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/961102.html

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