Combien pèse la lumière ?

La lumière pèse-t-elle quelque chose ? Bien, Oui et non. agsandrew/iStock/Thinkstock

S'il y avait une réponse simple à combien de lumière pèse, nous le saurions tous. Il y aurait probablement une sorte de comptine à l'école primaire pour nous aider à nous souvenir du chiffre exact, un peu comme notre petite chansonnette utile vers 1492 et le bleu océan.

Au lieu, nous sommes obligés de parcourir des demi-réponses compliquées qui vont quelque chose comme, "Euh, ça pèse un peu, mais pas comme le poids des choses ordinaires. » Ce qui est un terrible jingle à chanter sur le terrain de jeu.

Essayons de démêler le désordre et commençons par poser une question complètement différente :les photons ont-ils une masse ?

photons sont la plus petite mesure de la lumière, et non, ils n'ont pas de masse. Alors c'est facile, droit? La lumière est composée de photons, qui n'ont pas de masse, donc donc la lumière n'a pas de masse et ne peut rien peser.

Pas si vite. Parce que les photons ont de l'énergie -- et, comme Einstein nous l'a appris, l'énergie est égale à la masse d'un corps, multiplié par la vitesse de la lumière au carré. Comment les photons peuvent-ils avoir de l'énergie s'ils n'ont pas de masse ? (On imagine Einstein penser aux photons re:masse et haussement d'épaules, en espérant que personne n'a remarqué l'écart.)

Réellement, ce qu'Einstein prouvait, c'est que l'énergie et la masse pourraient être la même chose - toute énergie a une certaine forme de masse. La lumière peut ne pas avoir de masse au repos (ou invariante) - le poids qui décrit le poids d'un objet. Mais à cause de la théorie d'Einstein (et du fait que la lumière se comporte comme si elle avait une masse, en ce qu'il est soumis à la gravité), on peut dire que la masse et l'énergie existent ensemble. Dans ce cas, nous l'appellerions masse relativiste -- masse lorsqu'un objet est en mouvement, par opposition à au repos [source :Gibbs].

Notre réponse est donc un sac de oui et de non. La lumière a-t-elle une masse qui peut être pesée sur le pèse-personne ? Certainement pas. Mais c'est une source de champs gravitationnels, nous pourrions donc dire qu'une boîte de lumière pèse plus qu'une boîte sans lumière - tant que vous êtes à l'aise de comprendre que le "poids" que vous mesurez est une forme d'énergie et non, dire, livres ou kilogrammes [source :Ask the Van].

Publié à l'origine :22 sept. 2014

FAQ sur le poids léger

La lumière a-t-elle du poids ?

Sorte de. Toute énergie a une certaine forme de masse et la lumière ne fait pas exception. Tellement léger a du poids, mais pas le genre de masse que vous pouvez peser sur une balance de salle de bain.

Qu'est-ce que la masse de lumière ?

Il n'y a pas de réponse claire à cela. La lumière est formée de photons qui se déplacent pour former la luminosité que nous voyons. Les photons eux-mêmes n'ont pas de masse propre, mais ils ont de l'énergie quand ils bougent, ce qu'Einstein a dit pourrait être la même chose.

La gravité affecte-t-elle les choses sans masse ?

La gravité a un impact sur presque tout ce qui transporte de l'énergie, même une particule sans aucune masse. C'est pourquoi l'énergie gravitationnelle de la matière noire peut modifier la trajectoire de la lumière dans l'espace.

Pourquoi la lumière est-elle affectée par la gravité ?

La gravité est la force qui courbe la lumière et la courbe vers l'intérieur ou l'extérieur. La lumière plonge et se courbe lorsqu'elle fait face à des objets massifs, connu sous le nom de lentille gravitationnelle.

Quel est le poids de l'électricité ?

Si vous considérez l'électricité sous la forme des électrons qui la composent, ça pèse un tout petit peu. Le poids est insignifiant par contre, environ un gramme pour 1000, 000, 000 joules évalués à un volt.

Beaucoup plus d'informations

Note de l'auteur :combien pèse la lumière ?

Comprendre la relation entre la lumière et la masse et les photons et l'énergie est intimidant. C'est suffisant pour faire souhaiter qu'Einstein puisse nous guider patiemment à travers lui lui-même.

Sources

Demandez au fourgon. « Comment la lumière a-t-elle une quantité de mouvement sans masse ? » Université de l'Illinois au département de physique d'Urban-Champaign. 2014. (25 juin, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1424
Demandez au fourgon. "Le poids léger." Université de l'Illinois au département de physique d'Urbana-Champaign. 2014. (25 juin, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1395
Demandez au fourgon. "Photons, Masse, la gravité, léger, masse au repos, masse invariante, énergie, dynamique." Université de l'Illinois au département de physique Urban-Champaign. 2014. (25 juin, 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16351
Gibbs, Philippe, Carr, Jim et Koks, Enfiler. et al. « Qu'est-ce que la masse relativiste ? » FAQ sur la physique et la relativité. 2012. (25 juin, 2014) http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
Gibbs, Philippe. « La lumière a-t-elle une masse ? » FAQ sur la physique et la relativité . 1997. (25 juin, 2014) http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/light_mass.html
Newton. "Lumière du soleil et poids." Laboratoire National d'Argonne. juin 2012. (25 juin 2014) http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00644.htm
UCSB ScienceLine. "Je me demandais si la lumière..." Université de Californie à Santa Barbara. (25 juin, 2014) http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=2976
Whitlock, Laura. "Demandez à un astrophysicien." Nasa. (25 juin, 2014) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/961102.html