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难写啊

新虫 (正式写手)

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[交流] 量子物理狭义相对论动量式的理论根据缺失性探讨（原讨论贴题目已改为此）已有35人参与

我感觉量子理缺失理论根据的可能性大,把光想象成光子的做法是种妥协的做法而已,
光电效应貌似频率给予了电子动能的，这又怎么从微观解释？
现说明该矛盾之处:
由光电实验和光子能量假设可得光子的能量为hv,
由爱因斯坦质能式可得光子的能量为mcc
由上可得光子的质量为hv/cc或h/(rc),r为波长
再由质量转化式得m=m0/(sqr(1-(v/c)^2))
由此可得出光子动量P=h/r
最后一式是目前光性质基本关系之一
要使得以上各式成立，则需假设光子静质量m0=0,动质量非零
而m0=0则速度等于C时，用狭义相对论是无法描述的，因为质量转化关系是0/0,注意不是同阶无穷小，是真正的0，由此可见狭义相对论根本无法描述光子质量，那就不能对光子用相对论质能方程，因为质能方程是由质量转化式而来
不能用E=mcc的关系描述所谓的光子能量就意味着前面光子动量P=h/r也无法描述光子动量，但是，如今人们在熟知这个错误的情况下偏要用这个P作为光性质基本关系，这不是自相矛盾是什么呢？

总之,光子的动,静质量假设连狭义相对论的质量转化关系都无法满足,从而更谈不上用相对论动能公式推导光子动量了，这一错误至关重要，希望愿意讨论科学各位均用摆事实讲道理的方式解释对这一理论错误的看法
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再具体说：
回复：leongoall:的评语：个人觉得你提出引发矛盾的那个动量公式本身你就不能用在这里，你偏偏用结果导致矛盾，人家ssawee虫友给你指出来你还不接受！

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ssawee的解释是这样的
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
leongoall: 回帖置顶 2012-08-29 04:56:55

学了比较久都搞忘了，随手翻了下书：

m=m0/(sqr(1-(v/c)^2))
这个公式是用四维速度推倒的，
首先相对论下的粒子p=m0*u p=(m0v)/(sqr(1-(v/c)^2))=mv 从而推倒的你用那个公式
u是粒子的四维速度，u=gama(v,ic)不等于v，当然这里u肯定不能用于光子，因为光子的速度是c，不变的。
所以m=m0/(sqr(1-(v/c)^2))这个公式都用错了.....

所以，楼主还是好好看看书吧
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ssawee谈及质速关系式的推导是针对非光子来说的，这是正确的，质速关系本身用于非光子情况。
ssawee论述说相对论动量式中p=m0*u 和 p=(m0v)/(sqr(1-(v/c)^2))=mv ，其中u和v的意义不同，这有一半是正确的（(sqr(1-(v/c)^2))中的v与mv中的v有意义上的区别），u是物体的相对论速度，而v是参考系间的相对速度，意义不同。而mv中的v是一个与u的意义相同的相对论速度。
举个例子，如果在静系中静止的观测者看到的物体的速度为u，那么在动系中看到的这个物体的速度就不一定是u，甚至在特殊情况下，若动系的速度矢量正好等于u，则相对于动系静止的人观测这个物体时，他测到该物体速度为0，此时动量为0，而在静系中的观测者测到的该物体的动量是非零。这种参考系的选择，正是推导质速关系时选择的参考系（可参看电子科技大学物理教程上册197页）。这种参考系的选择使得物体的运动速度在静系的人看来正好和动系的速度相等，从而从数值大小和方向上使得在静系中观测的动系相对速度和物体的相对速度完全一样。当使用 r变换时(m0v)/(sqr(1-(v/c)^2))=mv中(sqr(1-(v/c)^2的v和分子m0v的v（也是mv的v）很容易在意义上弄错。
然后分析教材中光子动量的推导（注：这是教科书的推导，不是我推的）：
首先公认的假设是：
1 光子速度为c，任何参考系不变
2 光子的静质量为0，动质量非0
推导如下
a.光子的能量由光电效应实验现象可得e=hv,v是光子频率
b.根据相对论质能关系光子质量又可等于e=mcc
c.从而推出光子质量m=h/rc,其中r是光子波长
d.又因为光子的相对论动量为P=mc
e.所以将m带入P可得光子的动量也等于P=h/r
f.教科书继续讨论：根据质速关系m=m0/(sqr(1-(v/c)^2))，对于光子，v=c,而m有限，所以m0只能为0。
我的讨论：
质速关系来自于动系的相对速度和物体速度相同的前提假设，那么对于质速关系的运用也需要以此为前提，否则质速公式的形式将不一样。因此教材中用质速关系讨论光子的质量时也必须以此为前提。由于这种前提的存在，既然教材中已经用质速公式来讨论光子，那么它需要遵循该公式的使用条件，同时要遵循莫雷实验的光速不变实验事实。这一来，在动系所看到的此光子在遵循质速公式的前提下其速度应假设为0，而光速众所周知为c，而不假设光子速度为0则推不出目前的质速关系,
例如若完全模仿质速式的推导过程，考虑一光子质量为m，和一质量为M的静止粒子碰撞（完全非弹性正碰），则由动量守恒有碰撞前后mc=(M+m)V1,若在同样以光速运动的参考系中来观察的话，光子速度还是c，物体也以光速反向运动和光子正碰，则由动量守恒有mc-Mc=(M+m)V2,再带入V1和V2的转换公式推出m和M的关系，这样推导出的是光子和物体的质速关系，且表达式与现有公式已不一样。再假设光子和光子正碰的情况，此时的动量守恒关系为mc-mc=2mV1,则碰撞后速度为0，由光速不变假设可知动系观察量v2也为0，此不能导出质速关系，和光速不变假设相斥，这一情况说明质速公式不能用以描述光子
另一方面，质能公式E=mcc是基于质速公式推导出的，从而对于光子来说也不适用，超出了相对论的可描述范围，然而作为量子物理基础之一的量子动量公式P=h/r是由a b c d步骤得来，其中b用到了质能公式,f的讨论单向的使用了质速公式。这几步推导已超出了相对论的可适用范围。由此看来，量子动量式的得来缺失了理论依据

不知道以上解释清楚没有，请讨论一下

关于以上质速公式的具体推导过程请参考电子科技大学出版社 <<大学物理教程>> 张涛袁心平谢兴盛编著的大学物理教程上册p196-p200,下册p379-380

[ Last edited by 难写啊 on 2012-8-29 at 18:31 ]

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1楼 2012-08-22 22:05:57

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引用回帖:

125楼: Originally posted by leongoall at 2012-08-31 03:44:18
只能说你已经陷入你自己的死胡同了！
老爱的质能方程并不是你写的E=mcc，而应该是Delta E= Delta m*c*c,指的是质量变化如果以能量来衡量的话就乘以除以光速的平方。注意，这里本身的前提就是质量变化。你用来计算光 ...

质能方程中左边的能量是粒子总能和静能的差，量度的是能量变化量，你说的这点是非常正确的。
然后光子本身是能量，我可以理解这种假设，
但我两的分歧现在落在光子的速度上了，
需要表明的是量子论中光子是构成光束的粒子，且目前公认的是光子的静质量为0，动质量非0，而这种说法在现今中国的教科书中所给的理论依据是：因为质速关系中，如果假定光子动质量非0，又因光子的速度为光速C（等于系统速度），那么可得光子的静质量只能为0，才可能使质速关系从数值上成立。
而且我再次提一下，以上的关于光子的质量问题，是教材中推证的过程，完全不是我个人的想法，这个应该从任何一本教材中都能查到。由上也可看出，在光子的质量的讨论中，教材同样以光子的速度为光速c和系统与光子相对静止为理论前提推导的，这才能使用质速关系，否则教材得不出光子的静质量为0。
然后，在光子的质量讨论完之后，按顺序，教材就可给出光子动能的相对论表示了，最正规的写法是detE=mcc-m0cc,由于由质速关系得到m0=0,所以detE=mcc.只不过教材直接把detE=mcc=光子总能，这个结论直接写出而已,这以后的动量式推导则一气贯通了。
教材中的光子速度为C且与动系保持静止的假设是推出光子质量的重要因素之一，只有这样假设才能满足质速关系适用前提，才能使用质速关系。而这个假设已经说
“与动系保持静止” ，可见这里又隐含着光子速度相对于不同参考系速度不一样。而教材最终以光子速度在“任何惯性系中为C“才能得出光子静质量为0，可见这里的““任何惯性系中为C” 和“与动系保持静止”是矛盾的，这样可得结论：教材的推导是不对的。另外，如你所说，假设光子是一能量团，而且速度可为非光速，那么当光子速度低于光速时，结合质速关系可得光子静质量非0的结果，那么由你的假设结合质速关系得出光子静质量非0，而由教课书的假设（光子速度为恒C）结合质速关系得出光子静质量为0，这样又怎么办呢，到底依谁呢？

结论为：光子的质速变化无法由相对论质速公式描述，进而动能式及以后的量子动量也不能了

[ Last edited by 难写啊 on 2012-8-31 at 16:15 ]