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没有质量的物质有能量吗?

本帖由 漂亮的石头2021-10-24 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 子乾,兴趣使然的科普 阅读原文

    这个问题以及能量质量和物质之间的关系经常被人弄混的。本回答就对这几个概念做一个简单的梳理。

    一切都从狭义相对论的能量动量质量关系出发:

    [​IMG]



    当然,再根据:

    [​IMG]

    以及

    [​IMG]

    ,可以得到妇孺皆知的质能公式:

    [​IMG]

    .

    实际上,类似问题都可以从上面两个式子中找到答案:

    • 首先,对于单个物体来讲,能量存在两种表现形式:动量和质量。
    • 如果物体没有动量,即静止,那么其能量完全来自于静质量的贡献,也就是: [​IMG] ;
    • 如果物体没有静止质量,那么动量贡献全部的能量 [​IMG] ,比如说光子.
    • 动质量 [​IMG] 本身就已经包含了动量和静质量中的能量,其本质就是总能量的另一个说法。
    • 物质可以没有动量,可以没有静质量,但是不能没有能量。因为如果没有能量的话就不存在了。当然这只是物质的一种定义。在这种定一下,光子是物质。
    • 能量转换成质量这种说法并不严谨,其本质就是能量守恒,表现出来的是能量在动量和质量之间的转化。比如说粒子对撞生成新粒子,或者正负粒子湮灭生成光子等。

    因此,题主问题的答案也就很明确了:没有质量的物质当然有能量,比如说光子。当然此处必须是静质量。而且是必须有能量,根据上面的叙述,如果没有能量,那么这个物体也就不存在了。

    阅读原文
     
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