פוטון חסר מסה

[dende4]

שלום. 

הבנתי שלפוטון כן יש תנע, אבל בבשה אשמח לקבל הסבר אינטואיטיבי ללמה יש לו. 

הרי המסה שלו היא אפסית, כלומר הנוסחאות הרגילות שאנחנו מכירים לא עובדות פה. לכן דה ברולי(אאלט) הוכיח שיש לו , מה שקשור אולי לאפקט הפוטואלקטרי. 

אפשר אולי לקבל הסבר אינטואיטיבי ללמה יש לו? כלומר איך אני אשכנע מישהו שלא למד יחסות ומכיר את הנוסחא לתנע של פוטון, למה בכלל אפשר לדבר על זה. 

תודה מראש.

[אודי]

הקונספט הבסיסי של חלקיק התבסס על חלקיקים עם מסה, אבל כשהמחקר התקדם וירדו לרזולוציה גבוהה יותר הבינו שמסה היא לא חובה.

חלקיק מוגדר (בקירוב) כיחידה אוטונומית (מיקרוסקופית, מקנה מידה מסויים ומטה) עם מיקום ותנע מוגדרים שיש לה אינטראקציה עם הסביבה, אבל הוא לא חייב שתהיה לו מסה בשביל שתהיה אינטראקציה.

קודם הבינו שניתן לתאר כל חלקיק גם כגל ולהיפך (דה-ברולי). אחר כך הבינו שמסה ואנרגיה שקולות וניתן להמיר אנרגיה למסה ומסה לאנרגיה (איינשטיין).

הוכחה שזה נכון? פצצת האטום למשל.

 

הפוטון הוא דוגמא לחלקיק נטול מסה אבל בעל אנרגיה.

בגלל שיש לו אנרגיה קינטית חייב להיות לו גם תנע.

תחשוב על אטום במנוחה שבו אלקטרון יורד מרמה b ל-a וכתוצאה נפלט פוטון בודד לכיוון כלשהוא.

ברור שלפוטון יש אנרגיה (הפרש האנרגיה בין הרמות), וברור שזו אנרגיה קינטית כי הפוטון נע לכיוון מסויים ופוגע בגלאי. כך אנחנו יודעים שהוא שם והוא קיים.

אבל אם הפוטון לקח אנרגיה קינטית מהאטום, הרי שהוא לקח גם תנע; אם הפוטון נע ימינה האטום חייב לנוע שמאלה כדי שהתנע יישמר. אם עוקבים אחרי התנועה של האטום ומודדים את המהירות שלו ברור מהו התנע שהפוטון קבל.