如果燈絲髮出的光子有質量,為什麼燈絲的質量沒有減少?

如果燈絲髮出的光子有質量,為什麼燈絲的質量沒有減少?
5 個回答
作家张轩中
2017-09-23

首先,你這個問題的前提假設是不對的。

燈絲髮出的光子是沒有靜止質量的,正因為光子沒有靜止質量,所以它才可以傳的那麼遠,能照亮我們這個世界。否則,光子就不能脫離燈絲,就算脫離了也肯定跑不出燈泡的。

正因為光子沒有靜質量, 所以燈泡的燈絲質量不會減少。

不過,其實從另外一個角度來說,燈絲一般是鎢絲,鎢在高溫下會升華,因此,其實鎢絲的質量是在減少的,減少的質量跑到燈泡的玻璃上去了。

當然,燈絲的質量的減少是我們的肉眼沒有辦法測量的,很少有人真的去做過這個測量工作。

那麼,既然光子沒有靜質量,那麼光子是什麼東西呢?

其實,光子也可以被看成是一個能量包,光子是有能量的。光子的能量是怎麼來的呢?根本量子力學的基本原理,光子的能量來自電子的能級躍遷——相當於一個人跳樓的時候摔在地面上出來的一堆血——這個血就是光子,人就是電子。

那麼,光子有能量,為什麼不會引起燈絲質量的損失呢?其實也很簡單,光子帶走的能量是由家裡用的電費來支付的,而不是由燈絲來承擔的。讀了這裡,你肯定會明白你們家為什麼要交電費了吧。所以,一般情況下,我建議大家要搞清楚能量與質量的關係,在這個基礎上,更要搞清楚靜質量與運動質量的關係。從某種意義上來說,光子是具有運動質量的,這個運動質量等價於它的能量。

量子小飞
2017-09-23

首先你這個問題就問的沒有水平。根據我所知道的知識,應該是不存在靜止的光子的。(光子由於無法靜止,所以它沒有靜止質量,這兒的質量是光子的相對論質量E=hv,m=E/c^2)

最近在研究量子力學的表層知識,正好讀了幾篇關於光的文章,正好整理一下。

光是怎麼產生的?熱光源(白熾燈等、):這類光源發出的光是由高溫物質核外電子躍遷運動時所伴生的電磁波輻射。常溫下物質的核外電子也是在運轉著,只是速率較低,這時躍遷輻射的電磁波主要在紅外線的範圍,不可見。當物質溫度高於環境溫度,其核外電子的速率升高,速率較高的核外電子就發生躍遷運動(繞核運轉時降低速率的振動),向外輻射一定頻率的電磁波。物質的溫度越高,核外電子的速率就高,電子躍遷所輻射的頻率就越高。於是我們就看到了熱物質的發光。如:火光、燭光、白熾燈的燈光,以及前述鋼鐵、玻璃、石頭等燒紅時的發光。

火光為什麼是紅的?因為這些物質的溫度在800-1000℃左右,核外電子的速率在紅色、橙色頻率附近,所以核外電子躍遷時輻射出橙紅色的光。如果燈絲髮出的光子有質量,為什麼燈絲的質量沒有減少?

而白熾燈的燈絲溫度在2500℃,其光色顯得白亮(其中多了橙、黃、綠的成分)。熱光源一般是多種頻率共存的,除了橙光、紅光,還有大量的紅外波、微波,這些波我們的眼睛看不見,所以熱光源的發光效率很低(白熾燈的發光效率僅有7%)。如果燈絲髮出的光子有質量,為什麼燈絲的質量沒有減少?

冷光源:(日光燈,LED,節能燈等、)這類光的產生是因為在電場,磁場作用下電子受激振動所伴生的高頻率電磁波。這裡電子是指自然界遊離的電子及原子的核外層電子(非躍遷)。拿日光燈舉例:日光燈的光是在高電壓電場作用下,電子穿過水銀蒸汽和氖氣混合氣體時使得這些氣體表層電子發生強烈的振動,電子的高頻振動伴生著紫外線(高頻電磁波),紫外線在管壁的熒光物質作用下,形成了近似日光的明亮燈光。由於是表層電子發生振動所伴生的紫外電磁波,並沒有太大地提高氣體的核外電子繞核運轉的速率,所以氣體的溫度沒有大幅度的升高,只是在電子經過氣體表面時氣體核外電子有一些保護性的升溫(約50℃),所以人們把日光燈叫做冷光源,其發光效率較高。冷光源的發光是電子在磁場或電場作用下發生振動所伴生的電磁波,這種高頻振動與電子繞核運轉的速率無關、與物質的溫度無關,僅僅與電子振動的頻率、振幅相關,發光時不會伴有強烈的發熱,不會伴有大量的紅外波、微波。所以發光效率高,能節約大量的能源。如果燈絲髮出的光子有質量,為什麼燈絲的質量沒有減少?

安妮的仙境157147727
2017-09-23

誰說的?你怎麼知道燈絲的質量沒有減少?電做了一個提高勢能,充滿能量,和激發的作用,正真發光的不是電,而是烏絲自身,電是讓其充滿發光條件所必須的能量。剛買來的燈泡亮,用一段時間越來越暗了,為什麼,因為烏絲蒸發了,烏絲變細了,電阻變大了,瓦數變小了,所以暗了。但是,我說其中一部分質量是因為轉化成光子了,根據E=△mc2。m=E/c2。燈絲因轉化光而減少的質量等於發出光的能量除以光速的平方,約等於0.00000……1g,小到讓你懷疑人生,更本感覺不出來。知道為啥爆炸一顆氫彈需要引爆一顆原子彈,還不是因為引爆氫彈的條件是需要原子彈爆炸溫度下所提供的能量。同理,電即原子彈,烏絲即氫彈,光即氫彈爆炸釋放的能量。

棉花一笑
2017-09-24

因為燈絲在吃流經的電子,跟人一樣,吃了飯就會釋放能量,經過燈絲的電子速度都降低了,除了釋放吸收的能量,燈絲也會釋放或者消耗自身的能量,留下的是一些密度更大的東西,電阻增加,電子很難通過,燈絲內部躍遷釋放的能量也減少了,能量以振動的形式儲存起來,最終燈絲因為熔點無法承受,都會以熔斷結束,這個也像人的衰老。

MartinLA
2017-09-24

燈絲實際上充當了把電能轉換成光能和熱能的媒介,是因為它有電阻,這是製作燈絲的材料鎢對電流的一種物理反應,而不是燈絲把自己的質量轉換成了光能和熱能。即使燈絲髮生磨損和質量變輕,也是因為材料本身的老化、電流不穩定、昇華等等因素造成的。如果希望燈絲利用自身的質量輻射出光能和熱能,那需要使組成燈絲的原子發生核反應了。

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