Эйнштейн лишил фотон массы, поскольку фотон с массой не влез в его знаменитую формулу прямоугольного треугольника знаменитое выражение энергии через импульс. Во-первых, никак не выстраивался волшебный корень. Во-вторых, релятивистская масса фотона отказывалась расти со скоростью – скорость у фотона изначально предельная.
Но, если пошагово пройтись по поведению электрона после поглощения фотона, то открываются интересные нюансы.
Например, фотоэффект. Но, пусть у нас имеется абстрактный одинокий электрон. (Если мы начнем учитывать еще и энергию Ферми, то просто получится сложнее, и не столь очевидно.) И вот, этот электрон поглощает фотон (неупругое столкновение). Фотон у нас с энергией Е=1.656*10^-18Дж, импульсом 5.52*10^-27кг*м/с. И запомним одну интересную циферку: m=E/c^2=1.656*10^-18/9*10^16=1.84*10^-35 кг.
На передаче и сохранении импульса мы заморачиваться не будем, ибо неинтересно. Скорость получается маленькой (6065м/с), а значит никакого релятивизма. Кроме того, энергия не сохранится, а у Эйнштейна закон сохранения энергии основополагающий и абсолютный. Вон, даже масса не сохраняется (растет со скоростью), зато с сохранением расчетной величины – все в порядке.
Итак, электрон поглотил энергию фотона без всякой массы. И начал двигаться. То есть, энергия фотона превратилась в кинетическую энергию электрона. Двигаться электрон начал со скоростью
Другими словами, у нас случился переход не только к кинетической энергии, но и релятивизму. А в релятивизме со скоростью растет полная энергия частицы. Но, для начала, у частицы растет масса. То есть, кинетическая энергия частицы переходит в массу, и увеличивается полная энергия частицы. Смотрим на сколько выросла масса.
Помните, мы просили Вас запомнить одну циферку. Эта циферка в точности совпадает с величиной, на которую увеличилась масса электрона.
Учитывая, что закон сохранения массы никто не отменял, и поскольку данное количество массы явно присуще нашему релятивистскому электрону – следует сделать вывод о том, что эта масса была и раньше, но у фотона.
Нет, конечно можно предположить, что энергия фотона превратилась в кинетическую энергию электрона, и заодно превратилась в дополнительную массу. Но тогда следует утверждать не сохранение энергии, а ее удвоение. Одна половина аккурат обеспечит электрону кинетическую энергию, а вторая, точно такая же превратится в массу. Тогда можно объяснить и не сохранение импульса. При попытке передать именно расчетную величину импульс растет.
Таким образом, говорить надо не о законе сохранения энергии, а о законе ее удвоения. Ну, или о том, что у фотона масса, все же была. Ну, или о том, что все это бред перетрудившейся кобылы, а ориентироваться нужно на передачу и сохранение импульса, с наличием у фотона массы, и без релятивизма. Тем более, что все это в одной системе происходит.
P/S: Ребята, те у кого масса фотона прочно за красными флажками. Вспомните пожалуйста, что электрон-волна - это с вашей же стороны флажков. И энергия электрона та же Е=hV. Как минимум - комптоновская.
Отсюда у электрона тоже нет массы. Тем более, что Е_0=mc^2 это, согласно учебнику", приписываемая" частице энергия.
P/S: массу фотона можно выяснить пользуясь импульсом электрона. То есть, по скорости электрона, поглотившего фотон. Нужно найти импульс электрона и разделить его на скорость фотона.
А можно, зная импульс фотона, учитывая закон сохранения импульса, рассчитать предполагаемую скорость электрона. И из нее найти массу фотона.
Нужно только четко себе представлять различие между «субстанцией» и энергией. Кажется, у многих с этим проблема. Например, грубо, но наглядно:
