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光に運動量があるとすれば、この問題を解いてみろ。

1 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/10(土) 00:07:43 ID:ICjNsIKX
・高エネルギー状態であれば、電磁波が電子や陽電子などの質量を持つ物体に変換される事がある。
・光にも運動量がある

それを踏まえて以下の問いに答えよ。


問.左から右に進んでいる光(電磁波)のエネルギーが、全て質量(電子や陽電子などの粒子)に変換されたら、
元々あった、光(電磁波)の運動量は、どこに行くのか?


ダメな回答例

1.出来た質量も左から右に進んでいる状態になる→×
出来た質量が、光の速度にならない限り元の運動量にならないから無理
第一、その運動エネルギーはどこから来るの?って話になる。

2.一部のエネルギーが質量に、一部のエネルギーが運動エネルギーに変換される→×
全てのエネルギーが質量に変わり、それが光の速度にならない限り、同じ運動エネルギーにはならない。

3.エネルギーゼロかつ質量ゼロで、運動量を持つ、新しい粒子が、左から右に打ち出される→×
そんな粒子は、物理法則ではあり得ない。

2 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/10(土) 00:18:10 ID:???
ひだりへうけながす〜♪

3 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/10(土) 02:06:49 ID:???
そもそも何で光子からの電子の生成=質量を持った存在の生成って発想に至ったのか…

4 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/10(土) 02:54:35 ID:???
> 出来た質量が、光の速度にならない限り元の運動量にならないから無理

なにこれw


5 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/10(土) 06:39:40 ID:???
全てのエネルギーが質量に変わり、それが光の速度にならない限り、同じ運動エネルギーにはならない。→×


6 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/10(土) 07:54:29 ID:???
E=mc^2という中途半端な式ばかり有名になるのってどうよ?

7 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/10(土) 11:02:42 ID:???
極短い時間ならばエネルギー保存則さえ守られなくてもいいんだよ

8 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/10(土) 22:22:56 ID:???
>>1
>出来た質量が、光の速度にならない限り元の運動量にならないから無理
↑ダメな回答例

正解はこう。質量mで速さvの粒子の運動量pは、

 p=mv/√(1−v^2/c^2)

である。この式を見れば分かる通り、vがcにならなくても元の運動量になり得る。

>全てのエネルギーが質量に変わり、それが光の速度にならない限り、同じ運動エネルギーにはならない。
↑ダメな回答例

正解はこう。質量mで速さvの粒子の運動エネルギーKは、

 K=mc^2/√(1−v^2/c^2)−mc^2

である。この式を見れば分かる通り、vがcにならなくても同じ運動エネルギーになり得る。

9 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/11(日) 15:37:40 ID:oC7NtDFS
m=1
e=c2
Mが光速度ならばe/c=c
エネルギー=運動エネルギーc
このときエネルギーの状態は

エネルギーは原子のように回転、
運動エネルギーcは直進

Mが光速度以下ならば引力の影響が考えられる


光速度の質量は原子のように回転状態なら、粒子として計測できる可能性は残る
cで直進時、計算上は可能かな


10 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/11(日) 18:18:35 ID:???
>>1
> 問.左から右に進んでいる光(電磁波)のエネルギーが、全て質量(電子や陽電子などの粒子)に変換されたら、
> 元々あった、光(電磁波)の運動量は、どこに行くのか?

問題の前提が間違い。
単一の方向に進む光が単独で電子や陽電子になることはない。

>>8
いい加減なことを書くな

単一の方向に進む光のエネルギーと運動量を (E, p) とするとき、|p| = E/c
0でない質量 m、速度 v の粒子のエネルギーと運動量は (γmc^2, γmv)  (γ=1/√(1-v^2/c^2) )

単一の方向に進む光が単独で単一の粒子に変化するなら、

 E = γmc^2
 E/c =|γmv|

なので、 v = c となるしかないが、v = c のとき γ = ∞ だから質量のある粒子でこの等式が成り立つことはない。

複数の粒子の場合は、それらの粒子のエネルギーと運動量を (E1, p1), (E2, p2),…,(En, pn) とすると、

 E  = E1 + E2 + … + En
 E/c = |p1 + p2 + … + pn|

でなければならないが、単一粒子の場合でしめしたように、各粒子の質量が 0 でないかぎり |pi| < Ei/c
だから

  |p1 + p2 + … + Pn| ≦|p1| + |p2| + … + |pn| < (E1 + E2 + … + En) / c = E/c

で、かならず |p1 + p2 + … + Pn|<E/c となり、やはり等式が成り立つことはない。

11 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/11(日) 20:02:50 ID:oC7NtDFS
原子のように回転状態>>>原子内の電子の回転の理由になるかは不明
            原子核内の空間には直進する素粒子が移動する、のでわないか
            素粒子は引力の影響を受けにくいのではないか、それで直進できると思う


12 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/11(日) 20:22:37 ID:???
つーか、自由光子が単独で電子陽電子対生成を起こしたとすると、
反応後の電子や陽電子に対しては全運動量が0になる系(重心系)が
存在するが、反応前後で運動量は保存されるから、その重心系では
反応前は単独光子の運動量が0という状態であったことになる。
E=p/cより、そのような光子のエネルギーは0で、対生成など起こしえない。
ある系で起こり得ない反応はあらゆる系で起こり得ない。

こうして単独の光子が対生成を起こすことがないのは計算するまでもなく言える。


13 :名無しさん@そうだ選挙に行こう:2010/07/11(日) 21:08:42 ID:???
>出来た質量が、光の速度にならない限り元の運動量にならないから無理
>第一、その運動エネルギーはどこから来るの?って話になる。
だの、
>全てのエネルギーが質量に変わり、それが光の速度にならない限り、同じ運動エネルギーにはならない。
だのが「ダメな解答例」というオチ?


14 :1:2010/07/12(月) 15:57:38 ID:???
>>10
>問題の前提が間違い。
>単一の方向に進む光が単独で電子や陽電子になることはない。

正解

>>12
>こうして単独の光子が対生成を起こすことがないのは計算するまでもなく言える

正解


さすが、物理板です。
俺の引っ掛け問題を、こうも簡単に見抜くとは。

15 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/12(月) 20:02:28 ID:???
うっわ!
めっちゃ、痛い奴。w

16 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/12(月) 20:44:06 ID:???
>>1は日本語も普通だしただの釣りか

17 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/13(火) 01:03:49 ID:???
こんな釣りのためにわざわざスレたてたりすんなよ

18 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/13(火) 17:39:24 ID:???
ブルーバックス読んで勘違いしたアホだと思ったらガチで釣りだったとは…。
このスレどーすんの? 責任とれよ>>1

19 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/25(日) 16:06:32 ID:0FGQGyWl
原子のなかでは、素粒子は直進する
素粒子は引力の影響を受けにくいから。
だが周辺に回転する素粒子(電子なども)の力学(電磁気学)的影響を受けて、直進する素粒子の方向が変わる
原子内では、電子と原子核の間が広すぎて素粒子は通過してしまうが、原子核は小さいから、素粒子の方向変更が起きる可能性が高く観測しやすい


20 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/26(月) 22:14:53 ID:???
雑談板で披露しろ
そういう「僕の考えた妄想科学」は

21 :ご冗談でしょう?名無しさん:2010/07/26(月) 23:32:24 ID:sPigyJN2
なぜvipでやらなかった・・・

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