光は質量ゼロで高エネルギー、E=mc²？

質問

高周波の電磁波（光）は高エネルギーですが質量ゼロと考えられています。上記の公式には当てはまらない存在ですか。

回答No.1

i-q · ベストアンサー

発生するときのエネルギーが伝わっているのだと思います。
↓
野球投手の投げたボールは速くて凄いですが、
ボール自体ではなく、投手の力によって凄くなってます。

高エネルギーの電磁波も電磁波自体ではなく、
発生元のエネルギーを伝えてるだけなのかと。。

お礼

電磁波も重力波も、発生源に注目するのが大事なのですね。ありがとうございます。

回答No.6

i-q

No1も今回も素人考えの結論なのですが。。

相対性理論と量子論が、お互い矛盾してるのは知ってると思いますが、
相対性理論では重力は空間の歪みなので重力子とかは考えません。
（重力で動く月とか地球などの物質はE=mc²で計算できます）

重力は空間の歪みなので、歪みが伝わる速度は光速以下ですが、
一度歪んだ空間は重力が一定なら変化しない。
銀河が形を保っているのも、中心のブラックホールの重力が一瞬で
伝搬したのではなく、
一度歪んだ空間が、そのまま歪んでいるためかと・・

回答No.5

henmiguei

先の「go-go-box」様が仰っています、
光は粒子性と波動性の両方を性質を持っていて、
貴方は波の性質のみを問題にしておられるからでしょう、
粒子性を合わせ持っていると考えると、
アインシュタインの式のｍの項が理解できるのではないでしょうか。

お礼

重力波に粒子性があるか、光子に質量がなくてニュートリノに質量がある理由等、興味が尽きないですね。ありがとうございます。

回答No.4

noname#261481

波に質量はないですから
ただし波はエネルギーを伝える事も可能です
マイクロ波だって電磁波ですし
波の振動が相手の分子に伝わり分子を振動させる事で熱エネルギーを生みます
太陽光が当たると暖かくなるのも皮膚の分子を振動させてるからです

お礼

音波は空気で伝わりますが、電磁波と重力波は真空中でも伝わるのが不思議です。音波は水中で速くなり、電磁波は遅くなり、重力波は不変?　ありがとうございます。

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回答No.3

SI299792

違います。光子は質量はないが、質量を生み出すことは可能です。
　エネルキーを取り出せば、その分質量が減る。全てエネルキーになり、質量がなくなったのが光子です。

補足

陽子は電子の1836倍、中性子は電子の1839倍の質量を持つようなので、陽子が消滅すれば電子の1836倍のエネルギー、中性子が消滅すれば電子の1839倍のエネルギーが放出される感じでしょうか。陽子は正電荷を持つので、中性子よりエネルギーが大きい印象を持ちますが、やはりエネルギーは質量に正比例するのでしょうか。大学キャンパスで学んだ事がない昭和オジサンの学び直しなので、勘違いが多くご辛抱いただいております。ありがとうございます。

回答No.2

SI299792

当てはまります。
　この式は、質量⇔エネルキーの変換が可能という意味です。質量をもつものがエネルキーを持つという意味ではありません。
（例えは、目の前のコップ。何らかの形でエネルキーを取り出さない限り、エネルキーは０です。）

　質量からエネルキーを生み出せるし、エネルキーから質量を生み出せます。具体的には、電子と陽電子をぶつけると、光子２個が生まれます。理論上逆も可能です。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AF%BE%E6%B6%88%E6%BB%85
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AF%BE%E7%94%9F%E6%88%90

お礼

電子と陽電子の質量が光子のエネルギーに変換されるのですね。静止エネルギーと質量エネルギーと質量は同義語な印象を受けます。E=mc²のｍとは、電子と陽電子の質量に限定される感じでしょうか。貴重な解説をありがとうございます。

補足

解説と資料をありがとうございます。ゆっくり読んでみようと思います。光子に質量があれば質量を生み出しているし、質量がなければ生み出していない感じでしょうか。電磁波や重力波に質量があるかないか、自分ひとりで考えても分からないので、誰かに教えてもらわなければと思っています。