Lisääkö valo kappaleen massaa?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Tämä kysymys on varmaankin kömpelö, mutta olen miettinyt sitä, että jos kerran valo on yhtä aika aaltoliikettä että hiukkasia (fotoneita?), niin seuraako tästä, että kun esimerkiksi sytytän huoneeseen valon, niin tämä hehkulampusta lähtevä valo lisää (jollain järjettömän pienellä mittayksikkötasolla) kaikkien huoneessa olevien kappaleiden massaa, johon se osuu?

Kommentit (15)

Vierailija

Ei lisää. Kappaleen lepomassa pysyy vakiona, mutta liikemääränsä ansiosta valo kohdistaa paineen osuessaan kappaleeseen, minkä vaikutuksesta kappaleen liikemäärä saattaa muuttua. Liikemäärän muuttuessa voidaan puhua ns. liikemassan kasvusta. Liikemassa ja lepomassa eivät kuitenkaan ole samoja asioita ja siksi on tärkeää pitää ne erillään.

Vierailija

Laskuesimerkki

Auringon ytimessä muuttuu joka sekunti 3005 kg materiaa
energiaksi. Säteily matkaa 1004 vuotta auringon sisuksista
pintaan, mikä on auringon säteilyn massa?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
Embuske
Tämä kysymys on varmaankin kömpelö, mutta olen miettinyt sitä, että jos kerran valo on yhtä aika aaltoliikettä että hiukkasia (fotoneita?), niin seuraako tästä, että kun esimerkiksi sytytän huoneeseen valon, niin tämä hehkulampusta lähtevä valo lisää (jollain järjettömän pienellä mittayksikkötasolla) kaikkien huoneessa olevien kappaleiden massaa, johon se osuu?



Valo ei suoraan lisää kappaleiden massaa, mutta osa siitä absorboituu ja muuttuu kappaleen sisäiseksi energiaksi (lämmöksi). Energia vaikuttaa kappaleen massaan (teoriassa, ilmiö ei ole havaittavan suuruinen).

Koko systeemin (huoneen) massaa siellä olevan SM-säteilykentän energia kyllä lisää. Se ei silti tarkoita, etteikö fotoni olisi massaton hiukkanen.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
jartsa
Laskuesimerkki

Auringon ytimessä muuttuu joka sekunti 3005 kg materiaa
energiaksi. Säteily matkaa 1004 vuotta auringon sisuksista
pintaan, mikä on auringon säteilyn massa?




Oletko nyt ihan varma noista lukuarvoista? Tieteellisessä kirjallisuudessa esiintyy noista aika monta kertaluokkaa poikkeavia lukuja.

Vierailija

Aika alakanttiin tosiaan nuo "jartsan" lukuarvot. Jos se energiaksi muutettava massa kerrotaan miljoonalla ja vuodet tuhannella, niin ollaan kutakuinkin tontilla. Vuodet ehkä hieman yläkanttiin kuitenkin.

Vierailija
jartsa
Laskuesimerkki

Auringon ytimessä muuttuu joka sekunti 3005 kg materiaa
energiaksi. Säteily matkaa 1004 vuotta auringon sisuksista
pintaan, mikä on auringon säteilyn massa?





Siis aurigon sisältämää säteilyä kysymys koskee.

Tulee 3000 miljardia kiloa energiaa. Olkoonpa
puolet eli 1500 Gkg säteilyä ja loput muuta energiaa.

Siis vastaus: 1500 miljardia kiloa hidasta ja painavaa energiaa.

Ai luvut oli pielessä tuhannen ja miljoonan verran,
siispä 1500 miljardia miljardia kiloa on oikea vastaus.

Niin ja pyörimismääräkin tuolla energia massalla on.

Vierailija
Mummo
Auringonotto lihottaa

Edit: Juujuu, mä meen pois häiriköimästä




Näin taitaa olla.
Meilläkin sesonkiaikana uimalallas täyttyy ylipainoisista turisteista.
Normaalipainoisia ei juuri esiinny.

Vierailija
Embuske
Tämä kysymys on varmaankin kömpelö, mutta olen miettinyt sitä, että jos kerran valo on yhtä aika aaltoliikettä että hiukkasia (fotoneita?), niin seuraako tästä, että kun esimerkiksi sytytän huoneeseen valon, niin tämä hehkulampusta lähtevä valo lisää (jollain järjettömän pienellä mittayksikkötasolla) kaikkien huoneessa olevien kappaleiden massaa, johon se osuu?



On toki muistettava että valolla ei lepomassaa periaatteessa ole.

Kuitenkin relatiivista massaa valolla on.

Jopa kaavani sen näyttää:

On kai selvää että fotonin energia on riippuvainen taajuudesta/aallonpituudesta?

sillä:

Planckin lain mukaan:

E = hf, jossa h on Planckin vakio ja f on fotonin taajuus.

ja aaltoliikkeen perusyhtälön mukaan

c = λf, jossa c on valonnopeus, λ on fotonin aallonpituus.

joten:

E = hc/λ

ja toisaalta E = mc^2

joten:

hc/λ = mc^2

-->

m = h/(λc)

Näin ollen fotonille on määriteltävissä suhteellinen massa.

Oletetaan että E energinen valo kvantti lähtee lampussa olevasta virittyneestä atomista kun elektroni palautuu takaisin alemmalle energia tasolle energia minimi periaatteen nojalla.

Fotoni voi kyllä irroittaa elektronin jostain atomista jos sen energia ylittää kyseisen atomin elektronin irroitustyöhön vaadittavan energian. (valosähköinen ilmiö)

Toisaalta fotoni voi sirota Comptonin ilmiön mukaisesti törmätessään elektroniin sopivalla energialla ja näin ollen sen aallonpituus muuttuu.

Myös Annihilaatio voi tapahtua käänteisesti joissakin tapauksissa, tätä ilmiötä kutsutaankin parin muodostumiseksi.

Ainakaan näiden mallien mukaan massa ei lisääntyisi.

Vierailija

Muuttaako valosähköinen ilmiö kappaleen massaa? Ainakin elektronit lentelee tiehensä jos Planckin vakio kertaa taajuus > kuin irroitustyö...

Elektronin massa 9,1093897 × 10-31 kg.

Valo siis pienentäisi kappaleen massaa??

EDIT: Sori, painoin Lähetä nappia vähä pidemmän ajan päästä ku oli tarkotus, haha, eksyin välillä muille sivuille.

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007

Luin juuri tästä lehdestä että valo liikuttaa nanoluokkaa olevaa kohdetta. Kai silloin fotonilla on liikemäärä, mikä fotoni kohteeseen osuessaan aiheuttaa siihen paineen. Esko Valtaoja vastasi jossain Tiede-lehden kysymyspalstalla, että ihmisen massa kasvaa aina kun fotoni osuu ihmisen silmään. Musta Aukko pitää mölyt mahassaan eli sieltä ei tule ulos edes fotoneita, jolloin jokainen fotoni kasvattaa aukon massaa. Valosähköisessä ilmiössä tilanne taitaa olla hieman toinen, siinä fotoni irrottaa elektronin, mikä häippäsee jonnekkin eli keventää ainetta. Energiaero irrotustyön ja alkuperäisen fotonin energian välillä silloin kai poistuu taas fotonina jonnekkin helskuttaan...
EDIT: tai ei se elektroni sieltä minekkään häivy, joten massa pysyy samana tässä ilmiössä? Kai... Vai...

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Vierailija

Niin fotonille voidaan määrittää liikemäärä vaikka sillä ei lepo massaa ei olekaan.

fotonin liikemäärän voi laskea kaavalla:

p = h/λ

Ilmeisesti fotoni tosiaan ionisoi atomin ja näin ollen massa pienenee valosähköisen ilmiön tapauksessa.

Vierailija
Embuske
Tämä kysymys on varmaankin kömpelö, mutta olen miettinyt sitä, että jos kerran valo on yhtä aika aaltoliikettä että hiukkasia (fotoneita?), niin seuraako tästä, että kun esimerkiksi sytytän huoneeseen valon, niin tämä hehkulampusta lähtevä valo lisää (jollain järjettömän pienellä mittayksikkötasolla) kaikkien huoneessa olevien kappaleiden massaa, johon se osuu?



Lisääkö valo kaapelin massaa?
Kieppi puntarille ja fikkarilla valoa perään.

Vierailija
Embuske
Tämä kysymys on varmaankin kömpelö, mutta olen miettinyt sitä, että jos kerran valo on yhtä aika aaltoliikettä että hiukkasia (fotoneita?), niin seuraako tästä, että kun esimerkiksi sytytän huoneeseen valon, niin tämä hehkulampusta lähtevä valo lisää (jollain järjettömän pienellä mittayksikkötasolla) kaikkien huoneessa olevien kappaleiden massaa, johon se osuu?



Valtaoja kirjoitti tästä jossain tämän vuoden tähdet ja avaruus lehden kysymyksiä & vastauksia palstalla, että laihduttajan kannattaa punnita itsensä pimeässä. Ei ole kyseistä lehteä nyt kotona, mutta joltain muulta varmaan löytyy.

Uusimmat

Suosituimmat