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光子 質量 0

相対性理論
光子の静止質量が0,つまりm(0)=0というのは分かります。
m=m(0)/√(1-(v/c)^2)を変形してm*√(1-(v/c)^2)=m(0)としたとします。
光子の速さは動けば、一定のcだと思うのでm(0)=0,v=cを代入すると
m*0=0となってmが任意の数のようになってしまいます。
教科書に『m(0)=0のときv=cならばmは有限の値』と書いてあるのでmは∞ではないということですよね?
聞きたいのは、
教科書の『m(0)=0のときv=cならば』について、なぜここからmは有限の値と分かるのか
光子は静止したときの質量が0ならば、教科書の『光速で動いているときの質量mは有限の値』より、
mはいったいどれくらいなのか、もしくはここでいう有限の値とは0のことか
もし、0ならばm=m(0)/√(1-(v/c)^2)これはm(0)が0でない物体のみ成り立つ式なのか
(ここに式変形せずm(0)=0,v=cを代入すると、m=0/0で不成立のため)

最終的に静止質量が0の粒子は常に光速で走ることを証明したいので、上記のm*0=0において、mが0でないなら簡単に言えるのですが、、、、、、

早めに回答していただけるとありがたいです。

投稿日時 - 2014-05-18 16:08:21

QNo.8600394

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

 前にも質問されていた方でしょうか。光の相対論的質量を考えても、v=cである物体(粒子)の静止質量が0であることは出てません。

 まず、相対論的なエネルギーEと運動量pと静止質量m(0)の関係式は以下のようなものです(導出は割愛)。

 E^2=(cp)^2+(m(0)c^2)^2

 これより、m(0)=0であるとき、

 E=cp

が出ます(ちなみに、v=0→p=0より、E=m(0)c^2が出る)。相対論の解説では、普通はここまでです。

 これに例えば物質波の解説、

http://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/metadb/up/81936204/RefdeBroglie.pdf

にある、式(4):v=E/pを使えば、

 v=E/p=cp/p=c

が出ます。これの前提はm(0)=0だけだったのですから、静止質量が0なら常に光速度で運動するということになります。

投稿日時 - 2014-05-18 16:53:54

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