Kort svar: nej.

Forklaring:

Mange indledende tekstbøger taler om "hvilemasse " og " relativistisk masse " og sig, at " hvilemasse " er den målte masse i partiklernes ramme.

Det er ikke forkert, du kan gøre fysik i det synspunkt, men det er ikke sådan, folk taler om og definerer masse længere.

I den moderne opfattelse har hver partikel en og en masse defineret af kvadratet af dens energi - momentum fire vektor (som er en Lorentz-invariant, du kan beregne i enhver inertial ramme): $$ m ^ 2 \ equiv p ^ 2 = (E, \ vec {p}) ^ 2 = E ^ 2 - \ vec {p} ^ 2 $$

For en foton er denne værdi nul. I en hvilken som helst ramme og det giver folk med rimelighed mulighed for at sige, at fotonet har nul masse uden at skulle definere en hvilestel til det.

Your answers are right,a solitary photon has no rest frame, nonetheless I find quite interesting to note that a system of massless particles(such as photons) can have a nonzero mass provided that all the momenta are not oriented in the same axis and that for such systems zero momentum frames CAN actually be defined.

Det er ikke muligt at finde en referenceramme, hvor en foton hviler. Jeg vil argumentere på to forskellige måder:

1. Maxwell-ligninger og elektromagnetisk argument:

Fra Maxwell forventes det, at elektromagnetiske forstyrrelser forplantes i vakuum med en konstant hastighed c ~ 299792458 m / s hvilket er den maksimal hastighed til udbredelse af elektromagnetiske interaktioner .

Hvis du kunne finde en hvilestel til en foton (dvs. en ærbødig ramme, hvor fotonernes hastighed er nul), så i dette referenceramme enhver elektromagnetisk interaktion ville være umulig (da fotoner er bærere af den elektromagnetiske interaktion). For eksempel ville kraften mellem to elektroner i hvile være $ F = 0 $ for enhver placering af elektronerne, da feltet ikke ville være i stand til at udbrede sig imellem dem. Dette er absurd, og derfor er det ikke muligt at finde en referenceramme, hvor en foton hviler.

2. Korpuskulær natur af fotoner og kvantemekanik:

Energien $ E $ for et foton er defineret som $ E = hf $ hvor $ h $ er Planks konstant og $ f $ står for fotonets frekvens men $ c = \ lambda f $ (hvor $ \ lambda $ er bølgelængden). Dette produkt kan være nul på tre forskellige måder:

1. $ \ lambda = 0 $, $ f $ finite. I dette tilfælde har fotonet nul bølgelængde og derfor uendelig momentum og endelig energi, som er absurd.
2. $ f = 0 $, $ \ lambda $ endelig. I dette tilfælde har fotonet ingen energi, men et endeligt momentum ($ p = h / \ lambda $), som igen er absurd.
3. $ \ lambda = 0 $ og $ f = 0 $. Fotonen har nul frekvens (nul energi) og nul bølgelængde (uendelig momentum), hvilket er dobbelt absurd.

Derfor benægter både klassisk elektromagnetisme og kvanteteori af lys muligheden for en referenceramme, hvor en foton kan findes i hvile.

Antag for nemheds skyld $ (1 + 1) $ dimensioner.Lad $ M $ være $ 2 \ gange 2 $ matrixen, der vedrører to rammer.Derefter (indstilling $ c = 1 $) er den relative hastighed af de to rammer forholdet $ v = M_ {12} / M_ {22} $ (eller noget analogt forhold afhængigt af din foretrukne rækkefølge for din ramme).

Antag $ v = 1 $.Derefter $ M_ {12} = M_ {22} $.Fra denne og Lorentz-ortogonalitet får man let $ M_ {11} = M_ {21} $, hvorfra $ M $ er ental, modsigelse.

Derfor kan der ikke være to rammer med relativ hastighed $ 1 $.

Slet ikke. Hvileramme er et begreb, der ikke findes i naturen. Havde den eksisteret, ville naturen ikke være årsagssammenhængende. En foton, der formerer sig gennem mediet, bevæger sig ikke i en hastighed, der er mindre end lysets hastighed i vakuum. Det interagerer simpelthen elektromagnetisk med mediet, og disse interaktioner bremser dets udbredelse gennem mediet.