Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Что такое энергия?  (Прочитано 33584 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Mirabilia

  • Гость
Что такое энергия?
« : 12 Авг 2007 [23:08:25] »
Недавно узнала, что у фотона нет массы. Теперь ощущаю себя доисторическим человеком. Может кто объяснит как это может быть, что у чего-то нет массы, но это что-то существует. Мне всегда казалось, что если нет массы, хотя бы малюсенькой, то нет ничего. Ну как же можно существовать без массы? И второй вопросик :) Снова никто доходчиво не объяснит что такое энергия, это тоже скопление частиц или что?

Оффлайн Александр Хороших

  • *****
  • Сообщений: 3 858
  • Благодарностей: 28
    • Сообщения от Александр Хороших
Re: Что такое энергия?
« Ответ #1 : 13 Авг 2007 [00:00:30] »
Цитата
Может кто объяснит как это может быть, что у чего-то нет массы, но это что-то существует.
Интересный вопрос. На самом деле, свет не всегда можно рассматривать свет как поток частиц, а и как волну (а именно - электромагнитную). Т. к. скорость распространения электромагнитной волны максимальна и равна скорости света (масло масленное - скорость распространения света равна скорости распространения света; говориться о том, что скорость распространения света максимальная из всех возможных скоростей распространения волн), то масса фотона не может быть равной чему-то - в противном случае он имел бы бесконечную энергию. Т. е. отсутствие у фотона массы "запрограммировано" природой и отражает предельность скорости света.
Цитата
Снова никто доходчиво не объяснит что такое энергия, это тоже скопление частиц или что?
Думаю, можно сказать, что энергия - мера совершаемой работы. Заключаться же она может в разных видах: энергия движения тела (кинетическая), в движении частиц (тепловая), в самом теле (потенциальная), и т. д.
Плюс к тому - постоянно присутствующая потенциальная энергия массы, та, которая находиться по формуле Е=mc2
Warp Drive-а нет, не было и не будет!

Mirabilia

  • Гость
Re: Что такое энергия?
« Ответ #2 : 13 Авг 2007 [09:37:50] »
Уточните, пожалуйста. Чтобы совершить какую бы ни было работу нужно затратить энергию. Но ведь потом её нужно откуда-то взять. На днях мне тут пояснили, что фотон является переносчиком электромагнитной энергии. Значит энергия заключается в фотоне?

Оффлайн Ya_eto_ya

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 2
  • Благодарностей: 0
  • Елена
    • Сообщения от Ya_eto_ya
Re: Что такое энергия?
« Ответ #3 : 13 Авг 2007 [23:54:10] »
Недавно узнала, что у фотона нет массы. Теперь ощущаю себя доисторическим человеком. Может кто объяснит как это может быть, что у чего-то нет массы, но это что-то существует. Мне всегда казалось, что если нет массы, хотя бы малюсенькой, то нет ничего. Ну как же можно существовать без массы? И второй вопросик :) Снова никто доходчиво не объяснит что такое энергия, это тоже скопление частиц или что?
У фотона нет массы покоя, а масса движения есть (тело при движении обязательно имеет импульс, а значит,  - и массу), фотон существует, пока движется, это, например, как мысль - процесс, - пока происходит, мысль есть, существует.

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 904
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
Re: Что такое энергия?
« Ответ #4 : 14 Авг 2007 [17:10:32] »
Но фотон не волна, а как и другие квантовые объекты волна-частица.  Вообще квантовая логика  и постулаты несколько отличается от классических. Поэтому их надо просто принять - ведь они доказаны экспериментами. 
Да и на   самом деле из опытных данных  известно не то, что у фотона нулевая масса покоя , а то, что у него масса не больше, чем очень малая  величина (на много порядков меньше массы электрона).  Может быть масса покоя и строго  нулевая масса, но утверждать столь уверенно, как делают многие энциклопедии не стоит.В конце концов физический опыт всегда дает не значение, а интервал значений.

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 769
  • Благодарностей: 124
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Сообщения от dims
    • Мой блог
Re: Что такое энергия?
« Ответ #5 : 14 Авг 2007 [17:42:38] »
У фотона нет массы, но есть энергия и импульс. Такое "разрешается" при одном условии: тело должно двигаться со скоростью света. А фотон у нас, как раз, и движется со скоростью света. Верно и обратное: если тело "хочет" двигаться со скоростью света, то оно не должно иметь массы.

Энергия -- это такое математическое свойство, которое характеризует движение как целое, от начала до конца. То есть, выражаясь научным языком, энергия -- это "интеграл" движения.

По каким-то причинам, энергия "сохраняется", то есть, не может появляться ниоткуда и исчезать в никуда. Есть математическая теорема, которая утверждает, что это связано с однородностью времени. Есть и другие сохраняющиеся величины, например, импульс. Сохранение импульса по той же теореме связано с однородностью пространства.

Энергия и импульс вместе образуют объект, который называется "четырёхвектор энергии-импульса", в котором энергия -- это временнАя часть, а импульс -- пространственная. То есть, этот объект существует не в обычном пространстве, а в 4-мерном пространстве-времени. У одного и того же движения или объекта, с разных точек зрения могут быть разные энергия и импульс, но они всё равно остаются одним целым, потому что изменяются согласованно. В частности, у этого вектора энергии-импульса остаётся неизменной длина. Эта длина и называется "массой".
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Mirabilia

  • Гость
Re: Что такое энергия?
« Ответ #6 : 14 Авг 2007 [21:28:54] »
Так, начинаю разбираться. Получается, что у фотона масса всё таки есть, но существует она пока фотон движется, потом он исчезает, если конечно его по дороге не "проглотит"  ;) кто-нибудь, например, электрон. Откуда же он берётся? Где рождается и из чего делается? И куда исчезает? Если я правильно поняла фотон не живёт вечно и жизнь его довольно коротка.

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от Knox
Re: Что такое энергия?
« Ответ #7 : 14 Авг 2007 [21:42:04] »
если бы жизнь фотона была коротка то мы бы не видели ни планет ни звёзд ни туманностей, одно только то обстоятельство, что мы видим квазары, находящиеся на рассятонии порядка 10 млрд световых лет, означает что фотоны которые мы принимаем от них живут уже по крайней мере 10 млрд лет

насчёт нулевой массы покоя фотона вынужден согласиться с dims, у него масса покоя нулевая, фотон обладает импульсом а из значения импульса можно математически выразить "массу", но это будет не масса покоя а релятивистская масса

если бы фотон обладал ненулевой массой покоя, то фотоны разных энергий двигались бы с разной скоростью

фотон - переносчик электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами, подавляющее большинство наблюдаемых нами фотонами излучаются путём перехода электрона с более высокой атомной орбиты(с большей энергией) на нижележащую(с меньшей энергией), разница между этими энергиями и есть энергия фотона, от энергии фотона зависит его частота(если фотон оптического диапазона то его цвет)

Mirabilia

  • Гость
Re: Что такое энергия?
« Ответ #8 : 14 Авг 2007 [22:50:12] »
Потрясающе! :) Фотон это маленькое солнце. Получается фотон в электрон сначала зашёл а потом вышел. Значит электрон тоже должен светиться. А много ли фотонов помещается в одном электроне?
Но тогда получается, если фотон, можно сказать, бессмертен, то откуда же он взялся? Должен же он был появиться, родиться откуда-то. Или он как вселенная был всегда?

Оффлайн dims

  • *****
  • Сообщений: 11 769
  • Благодарностей: 124
  • Пожалуй, стоит ограничиться обменом мнениями
    • Skype - virafon
    • Сообщения от dims
    • Мой блог
Re: Что такое энергия?
« Ответ #9 : 15 Авг 2007 [01:34:51] »
Получается, что у фотона масса всё таки есть, но существует она пока фотон движется
Нет, согласно действующей терминологии, это неправильно. Массой называется длина 4-вектора энергии импульса и у фотона она равна нулю.
Димс.
Я прекратил участие в форуме.

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 904
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
Re: Что такое энергия?
« Ответ #10 : 15 Авг 2007 [11:06:48] »
Потрясающе! :) Фотон это маленькое солнце. Получается фотон в электрон сначала зашёл а потом вышел. Значит электрон тоже должен светиться. А много ли фотонов помещается в одном электроне?
Они - и электрон и фотон неточечные.  А фотоны не входят и выходят, они рождаются и исчезают.
Цитата
Но тогда получается, если фотон, можно сказать, бессмертен, то откуда же он взялся? Должен же он был появиться, родиться откуда-то. Или он как вселенная был всегда?
Вселенная не была всегда, а родился по современным научным данным около 13-14 миллиардов лет назад (13,7 ± 0,2 млрд лет).  А фотоны тем более не бывают всегда, они постоянно  рождаются и исчезают. Фотон это переносчик электромагнитного взаимодействия. 
Все-таки не пытается квантовый мир осознать в рамках классического. Классические законы следуют из квантовых   -когда мы берем огромное количество квантовых объектов то в сумме они ведут себя классическим образом (конечно есть факты, доказанные, которых не было в классике), но обратное не верно - квантовое поведение из классического не следует. 

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от Knox
Re: Что такое энергия?
« Ответ #11 : 15 Авг 2007 [14:03:44] »
Цитата
Все-таки не пытается квантовый мир осознать в рамках классического. Классические законы следуют из квантовых   -когда мы берем огромное количество квантовых объектов то в сумме они ведут себя классическим образом (конечно есть факты, доказанные, которых не было в классике), но обратное не верно - квантовое поведение из классического не следует.


дада, принцип соответствия  :)

Оффлайн Александр Хороших

  • *****
  • Сообщений: 3 858
  • Благодарностей: 28
    • Сообщения от Александр Хороших
Re: Что такое энергия?
« Ответ #12 : 15 Авг 2007 [18:41:58] »
Цитата
У фотона нет массы покоя, а масса движения есть (тело при движении обязательно имеет импульс, а значит,  - и массу),
Что?!! У фотона - масса?  Если скорость равна скорости света и есть масса, то энергия = бесконечности! Чему человека-то учите?!! Вот у системы из двух фотонов, не летящих в одном направлении по параллельным векторам (т. е. когда косинус угла между векторами не равен 0) масса есть.
Warp Drive-а нет, не было и не будет!

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от Knox
Re: Что такое энергия?
« Ответ #13 : 16 Авг 2007 [03:47:42] »
Цитата
У фотона нет массы покоя, а масса движения есть (тело при движении обязательно имеет импульс, а значит,  - и массу),
Что?!! У фотона - масса?  Если скорость равна скорости света и есть масса, то энергия = бесконечности! Чему человека-то учите?!! Вот у системы из двух фотонов, не летящих в одном направлении по параллельным векторам (т. е. когда косинус угла между векторами не равен 0) масса есть.

то есть если говорить о реактивном токе то нужно кричать "реактивного тока нет!!! это всеголишь математический инструмент!!! чему человека учите??"

а можно по подробней про систему из 2-х фотонов?

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 904
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
Re: Что такое энергия?
« Ответ #14 : 17 Авг 2007 [12:40:18] »
Цитата
У фотона нет массы покоя, а масса движения есть (тело при движении обязательно имеет импульс, а значит,  - и массу),
Что?!! У фотона - масса?  Если скорость равна скорости света и есть масса, то энергия = бесконечности! Чему человека-то учите?!! Вот у системы из двух фотонов, не летящих в одном направлении по параллельным векторам (т. е. когда косинус угла между векторами не равен 0) масса есть.
Не надо так возмущаться .   Потому, что   Вы пропустили слово "покоя".  При наличии масса покоя у тела движущегося со скростью света энергия действительно станет бесконечной, но есть также масса движущаяся частицы                                               m0(1/sqrt(1-V2/c2)), которая как раз и входит в знаменитое
E=mc2, этой массой  фотон понятно обладает.  Некоторая путаница возникает потому, что масса покоя, обычно называется просто массой, а массу движения редко используют, часто просто по-иному задают имульс - через массу(покоя), скорость и 1/sqrt(1-V2/c2) . Тогда другая масса (движения) не нужна. Ну эта путаница чисто терминологическая.
 

Оффлайн Knox

  • ***
  • Сообщений: 182
  • Благодарностей: 0
    • Сообщения от Knox
Re: Что такое энергия?
« Ответ #15 : 19 Авг 2007 [21:55:54] »
Цитата
У фотона нет массы покоя, а масса движения есть (тело при движении обязательно имеет импульс, а значит,  - и массу),
Что?!! У фотона - масса?  Если скорость равна скорости света и есть масса, то энергия = бесконечности! Чему человека-то учите?!! Вот у системы из двух фотонов, не летящих в одном направлении по параллельным векторам (т. е. когда косинус угла между векторами не равен 0) масса есть.
Не надо так возмущаться .   Потому, что   Вы пропустили слово "покоя".  При наличии масса покоя у тела движущегося со скростью света энергия действительно станет бесконечной, но есть также масса движущаяся частицы                                               m0(1/sqrt(1-V2/c2)), которая как раз и входит в знаменитое
E=mc2, этой массой  фотон понятно обладает.  Некоторая путаница возникает потому, что масса покоя, обычно называется просто массой, а массу движения редко используют, часто просто по-иному задают имульс - через массу(покоя), скорость и 1/sqrt(1-V2/c2) . Тогда другая масса (движения) не нужна. Ну эта путаница чисто терминологическая.
 

у меня такое ощущение, что выражать релятивистскую массу фотона через масу покоя  m0(1/sqrt(1-V2/c2)) крайне трудно, не легче ли выразить её через постоянную планка? E=hv , E=mc^2, hv=mc^2

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 904
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
Re: Что такое энергия?
« Ответ #16 : 21 Авг 2007 [15:37:53] »
у меня такое ощущение, что выражать релятивистскую массу фотона через масу покоя  m0(1/sqrt(1-V2/c2)) крайне трудно, не легче ли выразить её через постоянную планка? E=hv , E=mc^2, hv=mc^2
ну и что, что трудно. Ведь надо найти связь массы и релятивисткой массы.   Вы же предлагаете совсем иную формулу.

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 990
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Что такое энергия?
« Ответ #17 : 21 Авг 2007 [16:41:41] »
dims правильно заметил, что квадрат массы есть инвариант от-но преобразований Лоренца, равный квадрату 4-вектора энергии-импульса. Все остальные попытки ввести еще какую-то массу несколько сомнительны.  Как быть с "массой фотона", определенной способом, указанным выше, когда она будет меняться в зависимости от выбранной системы отсчета, не очень  понятно.

Плюс есть весьма важные следствия из того, что фотон - безмассовая частица. Например, невозможно неупругое рассеяние на заряде (на электроне) по типу gamma + e- = e-'
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 904
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
Re: Что такое энергия?
« Ответ #18 : 21 Авг 2007 [18:04:37] »
dims правильно заметил, что квадрат массы есть инвариант от-но преобразований Лоренца, равный квадрату 4-вектора энергии-импульса. Все остальные попытки ввести еще какую-то массу несколько сомнительны.  Как быть с "массой фотона", определенной способом, указанным выше, когда она будет меняться в зависимости от выбранной системы отсчета, не очень  понятно.
       Но энергия то у фотона есть, и она зависит только от его длины волны. 
 Никто, конечно, не пользуется определением "массы" фотона, однако  формула E=mc2 общеизвестна, и согласно ей у фотона таки есть масса.   Тут вопрос в том, что формула для энергии написана не совсем корректна.  Я не уверена, но мне кажется, что появление массы движения связано с СТО, и попыткой  сохранить классическое  определения импульса. Однако в ОТО под массой  опять же имеют в виду массу  покоя (вот тут не уверена, может есть разные способы изложения).  Поэтому то в современных учебниках  просто  релятивисткий испульс содержит   1/sqrt(1-V2/c2) и равен mV*/sqrt(1-V2/c2), а не mV/  Тогда, получается, что масса движения появилась  как временное явление где-то между появлением СТО и до ОТО, , и без не можно обойтись, но что тогда делать с формулой  E=mc2? Далеко не все понимают, что под массой тут стоит не масса покоя и это как я несколько раз замечала приводит к путанице. 

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 990
  • Благодарностей: 44
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Stepa
Re: Что такое энергия?
« Ответ #19 : 21 Авг 2007 [18:39:26] »
В формуле E = mc^2 никакой путаницы нет. Она обозначает, как известно, энергию покоя. Именно энергия покоя выделяется, например, в аннигиляции позитрона и электрона, когда они стоят.
По этой же формуле энергия покоя фотона равна нулю. Поскольку масса равна нулю.

Полная же энергия равна E = mc^2 / sqrt(1 - V^2 / c^2)., которая, как можно заметить, неприменима для фотона. Но вот такая формула E ^2 = p^2 c^2 + m^2 c * 4 позволяет нам иметь частицы с m = 0 и E > 0.

Принципиально, вообще, перейти к естественным системам единиц и объявить  c = 1. Вот тогда все эти странности исчезнут как следствие неправильно выбранной системы единиц.
We must hang together or we all shall hang separately