Jaktože má každá částice klidovou energii?

1)

Ne kazda castice ma klidovou energii.

Celkovou energii castice (E) lze spocist jako E²=p²c²+m²c⁴

Kde p je hybnost a m hmotnost.

Tedy celkova energie castice je slozenim energie dane pohybem a energie dane hmotou.

2)

Pokud se castice nepohybuje, rovnice se zredukuje na zname E=mc²

Tedy je zrejme, ze aby castice mela klidovou energii, musi mit hmotnost.

Ovsem jsou castice, ktere hmotnost nemaji. Napr. fotony.

A tedy foton ma nulovou klidovou energii.

3)

Pokud ale ma nulovou klidovou energii, tak ve chvili, kdy by se nepohyboval, tak by nemel energii vubec zadnou. A pokud by nemel zadnou energii ani hmotnost, pak by vlastne vubec neexistoval.

Z toho plyne, ze castice, ktera nema hmotnost, musi byt neustale v pohybu, aby ziskala energii z E=pc a mohla vubec existovat.

A tedy u fotonu z toho plyne, ze je neustale v pohybu.

4)

A z toho lze i dokazat, ze se foton pohybuje prave, jen, vzdy a pouze rychlosti svetla.

Pro libovolnou rychlost v<c plati, ze muzeme vytvorit vztaznou soustavu, ve ktere se castice nepohybuje, i kdyz vuci jine soustave se pohybuje. A pokud exituje vztazna soustava, kde se castice nepohybuje, pak ma v teto soustave nulovou energii hybnosti a pokud ma zaroven i nulvou hmotnost, pak tedy tato castice neexistuje.

V pripade limitni rylosti c je ovsem situace jina. Ma-li totiz castice rychlost c v jedne soustave, pak ji ma i v kazde jine libovolne soutave a tedy se nestane, ze by v nejake soustave mela rychlost nulovou.

A jelikoz fotony existuji, pak se prave musi pohybovat vzdy rychlosti c. Pouze tehdy je jejich existence zarucena.

5)

Jeste k te hybnosti.

Bezne zname vyjadreni hybnosti je soucin hmotnosti a rychlosti. p=m*v. A tedy by z toho pynulo, ze i hybnost je zavisla na hmotnosti. A tedy nehmotny foton by nemel zadnou hybnost a tedy ani pohybovou energii.

Jak to, ze ji tedy ma?

Hybnost lze definovat jako smerovou vlasnost objektu v pohybu, ktera pri styku s jinym objektem tento objekt ovlivni.

To je to zname stredoskolske hybnost hmoty = impulz sily. To neni nic jineho, nez ze kdyz se nejaky objekt pohybuje a do neceho narazi, tak to drcne.

A zde lze prave ukazat, ze foton je vlneni.

U vlneni se totiz hybnost projevuje diky pohybu vlneni, nikoliv diky pohybu hmoty jako takove.

Viz napriklad vlny na vode. To je obrovske mnozstvi energie - obrovska hybnost, ktera se zene dopredu a ktera kdyz dorazi na pobrezi, tak muze nicit i mesta a pritom voda samotna (molekuly vody) se pouze houpe nahoru a dolu a nikam se prilis nehybaji.

Tedy voda (molekuly vody) maji hybnost zanedbatelnou, ale hybnost vlny je presto velika.

6)

Z predchoziho plyne, ze castice, ktere hmotnost maji muzou byt bud v klidu a presto mit energii a nebo se pohybovat rychlosti mensi nez c a presto existovat, ale castice, ktere hmotnost nemaji, nemaji zadnou klidovou energii a musi se pohybovat rychlosti svetla, aby vubec existovali.

I proto se napr. predpoklada, ze gravitace se siri rychlosti svetla, jelikoz hypoteticke gravitony maji mit nulovou hmotnost.

Jeste bych doplnil, ze z toho primeru vlneni tedy prave plyne, ze foton jako castice muze mit hmotnost nulovou, ale jeho vlnovy charakter mu i tak doda hybnost.

A pak lze pohybujicimu se fotonu priradit urcitou neklidovou hmotnost. Nejde ale o jeho skutecnou hmotnost, jako ze by za pohybu nekde tu hmotnost nabral, ale pouze o ekvivalentni vyjadreni hmotnosti, ktera odpovida hybnosti jakou se projevuje ono vlneni.