Коротко: Солнечный свет имеет нулевую массу покоя, но его энергия несёт эквивалент массы через E = mc^2. Например, 1 киловатт-час солнечного света соответствует лишь около 4 x 10^-14 килограмма (несколько сотен миллиардных долей унции).
Вес по типам
Свет — не обычная материя и не имеет массы покоя, и всё же несёт энергию и импульс. Эта энергия переводится в чрезвычайно малый эквивалент массы.
| Количество солнечного света (пример) | Примерный эквивалент массы |
|---|---|
| 1 джоуль света | около 1,11 x 10^-17 кг |
| 1 киловатт-час солнечного света | около 4 x 10^-14 кг |
| Солнечный свет на 1 м2 за час (~1 кВт·ч) | около 4 x 10^-14 кг |
| Весь солнечный свет, попадающий на Землю за секунду | несколько килограммов |
Что влияет на вес
- Доставленная энергия. Больше энергии света означает больший эквивалент массы.
- Множитель c^2. Деление на квадрат скорости света делает массу крошечной.
- Интенсивность. Более яркий солнечный свет доставляет больше энергии в секунду.
- Площадь и время. Большие площади за более долгое время собирают больше суммарной энергии.
- Нет массы покоя. Сам свет имеет нулевую массу покоя; учитывается только его энергия.
- Импульс. Свет несёт импульс, что позволяет ему толкать солнечные паруса, несмотря на отсутствие массы.
Сравнение веса
Эквивалент массы всего солнечного света, попадающего на Землю за одну секунду, составляет лишь несколько килограммов, легче домашней кошки, хотя этот свет питает почти всю жизнь на планете.
Частые вопросы
Если свет безмассовый, как он может что-то весить?
Свет не имеет массы покоя, но его энергия несёт эквивалент массы через E = mc^2. Для обычных количеств света значение чрезвычайно мало.
Как солнечный свет может толкать солнечный парус, если он невесом?
Свет несёт импульс даже без массы покоя, поэтому он может передавать крошечный толчок предметам, на которые попадает, что и используют солнечные паруса для движения.
Добавляет ли солнечный свет вес Земле?
Эквивалент массы входящего солнечного света крошечен, и Земля переизлучает большую часть энергии обратно в космос, поэтому значимого чистого прироста веса нет.
