Photon di chuyển với tốc độ c không phân biệt khung hình. Giải thích?

Câu trả lời:

Photon có khối lượng bằng không nên chúng truyền đi với tốc độ ánh sáng khi được quan sát bởi bất kỳ người quan sát nào cho dù chúng di chuyển nhanh như thế nào.

Giải trình:

Photon có khối lượng bằng không. Điều này có nghĩa là chúng luôn di chuyển với tốc độ ánh sáng. Điều đó cũng có nghĩa là các photon không trải qua thời gian.

Thuyết tương đối đặc biệt giải thích điều này bằng phương trình mô tả vận tốc tương đối tính khi một vật được phát ra với vận tốc # u '# từ một khung di chuyển với vận tốc # v #.

# u = (u '+ v) / (1+ (u'v) / c ^ 2) #

Vì vậy, hãy xem xét một photon phát ra ở tốc độ ánh sáng # u '= x # từ một con tàu vũ trụ đi về phía một người quan sát với tốc độ bằng một nửa tốc độ ánh sáng # v = c / 2 #.

Newton sẽ thêm vận tốc để đưa photon tới # 1.5c #. Phương trình tương đối tính cho một kết quả khác.

# u = (c + c / 2) / (1+ (c ^ 2) / (2c ^ 2)) = c #

Vì vậy, photon đến người quan sát với tốc độ ánh sáng cho dù thiết bị phát ra nó di chuyển nhanh đến mức nào!