Porque o fóton não tem massa?

Perguntado por: asalgueiro . Última atualização: 25 de maio de 2023
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Massa de repouso é a massa de um corpo em repouso. Como o fóton nunca está em repouso, ele não possui essa massa. Massa relativística é um ganho de massa que corpos com velocidade acima de zero tem.

Na física de partículas, uma partícula sem massa é uma partícula elementar cuja massa invariante é zero As duas partículas sem massa conhecidas são os bosões de calibre e o férmion de Weyl.

O que são fótons? Essas partículas que compõem a luz carregam energia e têm massa de repouso nula. Segundo Isaac Newton (1643-1727), a luz era composta por partículas corpusculares, pequenas esferas que colidiam com as superfícies e sofriam reflexão e refração.

Nas aulas de física do colégio nos ensinam que, por definição, matéria é “tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço”. A luz, por outro lado, é formada por partículas sem massa, batizadas de fótons.

Fótons são partículas elementares que compõem a luz. Eles não possuem massa e transportam energia.

Mas para chegar à superfície, esses fótons passam por incontáveis processos e percorrem uma longa jornada que dura cerca de 100 mil anos. Eles são continuamente emitidos e então absorvidos pelos átomos do Sol e, cada vez que isso acontece, eles perdem energia.

Então Einstein continua tendo razão nesse ponto. O fato de que a maior velocidade no Universo é essa do fóton (300.000 km/s), leva-nos a afirmar que essa é a velocidade máxima que temos à nossa disposição para enviar (ou receber) informações.

7 alternativas para substituir o arroz e o macarrão

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Dito de outro modo, a massa de qualquer corpo é o resultado de um processo auto-iterativo da massa de todos os demais corpos existentes no universo. Na linguagem da teoria da relatividade geral isso significa que é a expressão da inércia de todos os corpos no universo que produz a massa de cada corpo.

Também podemos entender a massa de um corpo como uma expressão da quantidade de matéria nele contida: prótons, nêutrons, elétrons e outras partículas menores.

Um fóton surge quando ocorre a transição de um elétron de um átomo entre dois estados energias diferentes, o elétron ao passar de uma camada mais interna para uma mais externa ao receber energia, e se retornar para o estado inicial, emite a energia correspondente a essa diferença.

O fóton é gerado toda vez que um pulso de laser atinge o átomo. Colocando o átomo aprisionado entre dois espelhos de alta reflexão, os cientistas conseguiram fazer com que todos os fótons gerados sejam enviados na mesma direção.

Para não me alongar muito, um fóton individual não pode ser observado se comportando simultaneamente como uma partícula e uma onda. Mas, se você juntar um grupo de fótons diferentes, pode observar alguns agindo como partículas e outros como ondas.

Na verdade, o fogo não apresenta estado físico, já que ele não é matéria. O fogo não ocupa espaço e não apresenta massa, logo, ele não pode ser sólido, líquido, gasoso nem plasma. Sendo assim, sobrou apenas a opção energia. É isso mesmo, o fogo é energia.

Partícula ou onda? A luz possui comportamento duplo, ou seja, pode ser interpretada como onda em determinadas situações e comportar-se como partícula em casos específicos. Dessa forma, a luz tanto é onda quanto partícula, possuindo, portanto, um comportamento dual.

A equação de Einstein diz que duas partículas de luz (fótons) suficientemente carregadas, quando arremessadas uma contra a outra, podem criar matéria na forma de um elétron e um pósitron — partículas com carga negativa e positiva, respectivamente.

Os neutrinos são partículas surgidas a partir do decaimento beta e, depois dos fótons, são o tipo de elemento mais abundante em todo o universo.

Os pacotes de luz, chamados de fótons, transferem energia para os elétrons. Se essa quantidade de energia for maior do que a energia mínima necessária para se arrancar os elétrons, estes serão arrancados da superfície do material, formando uma corrente de fotoelétrons.

A direção do impulso do fóton coincide com a do raio luminoso. Quanto maior for a frequência, maiores são a energia e o impulso do fóton e mais evidentes se tornam as propriedades corpusculares da luz. Dado o fato de a constante de Planck ser muito pequena, é muito pequena também a energia dos fótons da luz visível.

Max Planck

A descoberta do fóton não tem uma data determinada. Em 1900 Max Planck assumiu que a energia luminosa existia em quantidades quantizadas, o que possibilitou a ele desenvolver um modelo que descreve perfeitamente a radiação de um corpo negro.