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양자 역학에서 광자의 나머지 질량이 0 인 이유는 무엇입니까?

광자의 나머지 질량이 0이라는 진술은 양자 역학의 결과가 아닙니다. 그것은 특별한 상대성 이론과 양자 필드 이론에서 발생하는 광자의 기본 속성입니다. 분해합시다 :

1. 특수 상대성 :

* 에너지-모멘텀 관계 : 아인슈타인의 특수 상대성은 유명한 방정식 E² =(Mc²) ² + (PC) ²를 확립했습니다. 여기서 e는 에너지, M은 질량, C는 빛의 속도, P는 운동량입니다.

* 광자는 항상 빛의 속도로 이동합니다 : 광자는 질량이없는 입자이므로 항상 빛의 속도로 이동합니다. 이것은 양자 역학에서 파생 된 것이 아니라 광자의 기본 특성입니다.

* 제로 휴식 질량 : 광자에 휴식 질량 (m ≠ 0)이 있다면, 그 속도는 항상 c이기 때문에 에너지가 무한합니다. 우리는 유한 에너지를 가진 광자를 관찰하기 때문에 휴식 덩어리가 0이되어야합니다.

2. 양자 필드 이론 :

* 양자 필드 : 양자 필드 이론에서, 광자는 전자기장의 여기로 설명된다. 이 필드는 양자화되므로 에너지는 광자라고 불리는 개별 패킷으로 만 나올 수 있습니다.

* 질량이없는 흥분 : 양자 필드 이론에 기술 된 전자기장은 질량이없는 필드이다. 따라서 여기의 흥분 (광자)도 질량이 없습니다.

요약 :

광자의 제로 휴식 덩어리는 양자 역학의 결과가 아니라 특수 상대성 이론과 양자 필드 이론의 조합에서 발생하는 기본 특성입니다. 그것은 항상 빛의 속도로 여행하고 질량이없는 필드의 흥분 인 질량이없는 입자로서의 독특한 특성의 결과입니다.

중요한 참고 : 광자의 나머지 질량은 0이지만 여전히 주파수 및 파장과 관련된 에너지와 운동량이 있습니다. 광자는 고정 입자가 아니기 때문입니다. 그들은 항상 빛의 속도로 움직이고 있습니다.

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