Licht is massaloos, dwz lichtdeeltjes, fotonen, hebben geen
Fotonen (Oudgrieks: φῶς, phōs, licht) zijn elementaire deeltjes uit het standaardmodel van de deeltjesfysica. Ze hebben geen rustmassa en bewegen zich in vacuüm met de lichtsnelheid voort. Licht, evenals alle andere elektromagnetische straling, bestaat uit fotonen.
Licht heeft geen RUSTmassa, maar omdat het altijd in beweging is krijgt het energie, en met energie heeft het massa, dat weten we door de formule E=mc². Immers: m=c²/E. Daarom kan een zwart gat licht ook afbuigen.
Alles wat massa heeft – een boek, een planeet, een mens, noem maar op – heeft zwaartekracht.
De massa van een relativistisch deeltje is afhankelijk van zijn snelheid (kinetische energie). Maar een foton beweegt voort aan de hoogst mogelijke snelheid, namelijk de lichtsnelheid, en daarom heeft een foton steeds kinetische energie. Dat is de E = p*c uiteraard.
Als er een manier was (die is er niet; speciale relativiteit verbiedt het) om een foton in rust te observeren, zou je zien dat het massaloos is . Alle relativistische massa van het foton komt van zijn energie. In de deeltjesfysica verwijzen we, als we het over massa hebben, meestal naar de rustmassa. Daarom zeggen we meestal dat fotonen massaloos zijn.
Betadeeltjes zijn elektronen die met zeer grote snelheid door de kern uitgestoten worden. Gamma- en röntgenstraling zijn soorten elektromagnetische straling net zoals bijvoorbeeld licht, UV- en infraroodstraling en zijn dus geen deeltjes met een massa en lading.
E=m·c2 geeft het verband tussen massa (m) en energie (E). De c is de lichtsnelheid en is constant. Volgens de relativiteitstheorie van Einstein is massa een vorm van energie.
Lichtdeeltjes (fotonen) hebben geen massa, en er is dus ook geen kracht nodig om ze te versnellen. Een foton heeft al de lichtsnelheid bij zijn ontstaan; het is een eigenschap van licht.
Op de maan is er ook zwaartekracht. Omdat de maan kleiner is dan de aarde is de aantrekkingskracht van de maan minder groot dan die van de aarde.
Licht bestaat uit fotonen, dus we kunnen ons afvragen of het foton massa heeft. Het antwoord is dan absoluut "nee": het foton is een massaloos deeltje . Volgens de theorie heeft het energie en impuls, maar geen massa, en dit wordt door experimenten binnen strikte grenzen bevestigd.
Natuurkundigen denken namelijk dat zwarte gaten voortdurend straling afgeven: de zogeheten hawkingstraling. Deze straling is zo zwak dat ze nog nooit is gemeten. Maar als ze bestaat, kan hawkingstraling ervoor zorgen dat een zwart gat langzaamaan helemaal 'verdampt'.
Volgens de relativiteitstheorie van Einstein is de lichtsnelheid in vacuüm voor elke waarnemer constant.Een hogere snelheid dan deze snelheid is niet mogelijk (dus ook massaloze deeltjes niet!). Een bewijs hiervoor kun je nooit vinden, zo werkt natuurkunde niet. Wat je wel kunt doen is heel veel experimenten doen.
Quanta van velden kunnen absoluut alle mogelijke typen massa hebben , en ze hebben gewicht. Maar de velden zelf niet. Dus: objecten, inclusief alle elementaire deeltjes (d.w.z. quanta van de velden van het universum), hebben gewicht en gravitatiemassa, en sommige hebben een rustmassa die niet nul is.
Alleen de niet-virtuele quarks hebben hun massa daaraan te danken, dus 9 MeV van de massa van een proton en 11,3 MeV van de massa van een neutronen vinden hun oorsprong in het Higgs mechanisme, de rest ontstaat door andere processen.
Die fotonen kunnen, net als gewone deeltjes, botsen. De botsingen zorgen voor de sterrenwind, waarbij deeltjes vanaf de ster de ruimte worden ingeslingerd.
Sinds Albert Einstein weten we echter dat energie, net als licht, massa heeft. Dat wil zeggen dat het dus een gewicht heeft. Bepalend hierbij is de bekendste en tegelijkertijd waarschijnlijk meest beruchte formule ter wereld E=mc².
Licht heeft wel gewicht , wat betekent dat het een bron is van zwaartekrachtvelden. Een doos licht weegt meer dan een lege doos. De reden hiervoor is dat ALLE vormen van energie gewicht hebben. Echter, onder normale aardse omstandigheden is het gewicht van licht onbeduidend vergeleken met andere gewichten.
Licht bestaat dus uit elektromagnetische golven, die bestaan uit een elektrisch en een magnetisch deel. Elektromagnetische golven zijn transversale golven: de golfrichting is dus loodrecht aan de voortplantingsrichting van de golf. Het elektrische en magnetische deel van de golf staan ook loodrecht op elkaar.
In de elektrotechniek is de massa een gemeenschappelijke referentiepotentiaal in een elektrisch netwerk die op 0 volt gesteld wordt. Meestal wordt hiervoor de potentiaal gekozen van de behuizing of het chassis van een apparaat.
Gassen hebben een massa, alhoewel dat soms niet zo lijkt als je denkt aan een opstijgende ballon. Als je een ballon opblaast vergroot het volume van de ballon, en doordat je er lucht inblaast komen er meer moleculen in de ballon waardoor de massa vergroot (meer moleculen=meer massa).
Hoe meer massa een voorwerp heeft, des te groter de kracht die moet worden uitgeoefend om dezelfde versnelling van het voorwerp te krijgen; of omgekeerd, hoe groter de massa van een voorwerp, des te kleiner de versnelling bij een gelijke uitgeoefende kracht.
Omdat fotonen per definitie met de lichtsnelheid reizen zou dit betekenen dat hun massa oneindig groot wordt: Invullen van v=c wil zeggen delen door nul en dus m = oneindig. Fotonen zijn dus massaloos. Dit is raar als je ziet dat fotonen wel onderhevig lijken te zijn aan gravitatiekracht.
Van alle soorten straling hebben alfadeeltjes de hoogste lading omdat zij uit twee positief geladen protonen en twee neutronen bestaat.
Terwijl de onstabiele kern probeert stabiel te worden, zendt het straling uit en verandert in een ander element naarmate het aantal protonen verandert . Dit proces wordt radioactief verval genoemd en het gaat door totdat de krachten in de kern in evenwicht zijn en stabiel.