2020-11-28
Как известно, энергия фотона $\epsilon = h \nu$. По современным представлениям энергия фотона также равна произведению его массы на квадрат скорости света. Скорость света в прозрачной изотропной среде $v = \frac{c}{n}$, где $n = \sqrt{ \epsilon \mu }$. Отсюда следует, что энергия фотона в среде равна $\epsilon = m \frac{c^{2} }{n^{2} }$, то есть энергия фотона уменьшается по сравнению с его энергией в вакууме в $n^{2}$ раз. Но это утверждение противоречит экспериментальным данным и первой формуле, так как параметры в правой части остаются неизменными. Как устранить это противоречие?
Решение:
В условии сделано неправильное предположение, что энергия фотона $E = mv^{2}$, где $v$ - скорость света в среде. С этого неправильного предположения следует противоречие, которой, конечно, нет, если пользоваться правильно записанным законом Эйнштейна $E = mc^{2}$, где $c$ - скорость света в вакууме. Скорость света в вакууме определяется непосредственно свойствами пространства и времени и имеет фундаментальное значение в отличие от скорости света в веществе, характеризующая распространение волн определенной длины в определенных условиях (в той или иной среде, при той или иной температуре).
Тело, в котором движется фотон, на $\frac{h \nu}{c^{2} }$ массивнее тела, по которому этот фотон не двигается.