光子在介质中传播时,速度小于光速c,根据m=m0/(1-v^2/c^2)^(1/2),分子为0分母却不为0,得出m=0,但这与E=mc^2和p=mv矛盾,请问光子在介质中传播时,上述那些公式发生了改变?一些常用公式,如E=hv=pc=mc^2是

Question

光子在介质中传播时,速度小于光速c,根据m=m0/(1-v^2/c^2)^(1/2),分子为0分母却不为0,得出m=0,但这与E=mc^2和p=mv矛盾,请问光子在介质中传播时,上述那些公式发生了改变?一些常用公式,如E=hv=pc=mc^2是否发生改变?如果是,怎样改变?

Answer 1

你弄错了,首先你应该知道什么是光速,光速就是光子的速度.所以如果在介质中光子的速度是v,那么在这种介质中,速度的极限,即光速,也就是v.而在你的公式中,你考虑介质中的情况,却仍然用c作为光速,这自然会导致混乱.
所以正确的写法应该是：m=m0/(1-v^2/v^2)^(1/2)
看出来了吧,分母变成了0,所以这个公式是无意义的
实际在相对论中,只能谈光子的动量和能量,而无法谈光子的质量.光子的能量和动量遵循量子力学的德布罗意计算规则,能量E=hn,动量p=hl,其中h是普朗克常数,n和l分别是光子的频率和波长,本来应该用希腊字母,这里打不出来,姑且用对应的拉丁字母代替