Har fotoner masse, og hvis ikke, hvordan påvirkes det af tyngdekraften, hvorfor bremser ned, når man passerer et medium øjeblikkeligt tilbage til lyshastighed?

1. Fotoner og masse:

* hvilemasse: Fotoner har ikke hvilemasse. Dette betyder, at de ikke har nogen masse, når de er i hvile, hvilket de aldrig er, fordi de altid rejser med lysets hastighed.

* relativistisk masse: I nogle ældre fysikstekster kan du måske se begrebet "relativistisk masse", der øges med hastighed. Imidlertid favoriserer moderne fysik ideen om, at masse er en iboende egenskab ved et objekt og ikke ændrer sig. Så selvom fotoner har energi og momentum, har de ikke masse i traditionel forstand.

2. Hvordan tyngdekraften påvirker fotoner:

* krumning af rumtid: Tyngdekraften er ifølge Einsteins teori om generel relativitet ikke en styrke, men en krumning af rumtid. Massive genstande fordrejer stoffet i rumtiden omkring dem.

* fotonbaner: Fotoner, selvom de er masseløse, rejser stadig langs rumtidens buede stier. Dette er grunden til, at lys bøjer sig omkring massive genstande som stjerner og galakser, et fænomen kaldet gravitationslinse.

* rødskift: Når fotoner bevæger sig gennem et gravitationsfelt, mister de energi, og deres bølgelængder stiger (de rødskift). Dette skyldes, at de i det væsentlige "klatrer" ud af gravitationsbrønden og mister energi i processen.

3. Fotoner i et medium:

* interaktion med atomer: Når en foton kommer ind i et medium som glas eller vand, interagerer det med atomerne i materialet. Denne interaktion får fotonen til at blive absorberet og genudgivet af atomerne.

* langsommere hastighed: Denne absorptions- og genemissionsproces tager tid, hvilket effektivt bremser den samlede hastighed af fotonen gennem mediet. Lyset ser ud til at rejse langsommere, men det er faktisk interaktionen med de atomer, der forårsager forsinkelsen.

* Vend tilbage til lyshastighed: Når fotonen forlader mediet, interagerer det ikke længere med atomer og rejser med lysets hastighed igen.

nøglepunkter at huske:

* Fotoner er masseløse, men de har energi og momentum.

* Tyngdekraften påvirker fotoner ved at bøje deres stier og få dem til at rødskifte.

* Fotoner bremser i et medium på grund af interaktioner med atomer, men de genvinder deres hastighed, når de forlader mediet.

Fortæl mig, hvis du har flere spørgsmål!