Așadar avem de-a face cu un aparent paradox. Spunem că fotonul nu are masă. De aceea se poate deplasa cu viteza maximă în univers. Dar dacă nu are niciun fel de masă, cum poate avea impuls?
Ce este impulsul? Impulsul unui corp este o mărime fizică definită ca fiind produsul dintre masă (m) și viteză (v). p = mv
Aceasta este versiunea „clasică”, versiunea newtoniană.
Dacă vrem să vedem care este impulsul pentru un foton, înlocuim masa cu 0 și viteza cu c și vom avea impulsul = 0.
p = 0 x c = 0
Dar dacă lucrurile ar sta astfel, dacă lumina nu ar avea energie, atunci aceasta nu ar putea, de exemplu, să încălzească Pământul (radiația solară este formată din fotoni).
Lumina este un „animal” cu totul special în univers. Nu experimentează timpul. Se deplasează în raport cu materia, cu orice corp, cu aceeași vitează, „c”. Dar să ne întoarcem la impuls...
_____
Adevărul este că am folosit formula greșită. Ecuația newtoniană nu se aplică luminii.
„Salvarea” luminii vine, firește, de la Einstein. Acesta a scris următoarea ecuație:
E2 - p2c2 = m2c4,
unde E este energia, p este impulsul, iar m este masa de repaus.
Trebuie spus că masa de repaus a fotonului este doar un concept teoretic, pentru că fotonul nu va fi niciodată în repaus, prin definiție.
Cum masa este 0, vom avea următoarea ecuație: E2 - p2c2 = 0, rezultând E2 = p2c2, de unde E = pc.
Nu poți avea impuls zero, pentru că ceva cu masă zero și energie zero nu există! E alt mod de a spune că lumina nu poate fi staționară niciodată.
Energia unui foton este dată de formula: E = ℎc/λ.
ℎ este constanta Planck, 6,626 x 10-34 Js.
λ este lungimea de undă, în metri.
Așadar, în fine, vom avea ℎc/λ = pc.
Impusul luminii este, prin urmare, dat de formula: p = ℎ/λ.
Impulsul unui foton depinde de constanta lui Planck și de lungimea de undă a fotonului.
Nu, nu simțim impulsul unui foton atunci când ne lovește, dar fotonii ar putea fi utili pentru a împinge un vehicul al viitorului, trimis în spațiul cosmic. Acolo, unde nu există frecare, impulsul minuscul al fotonilor va fi vizibil.
