光子质量与空间能量间的关系

光子质量与空间能量间的关系（修订）

因为光是电磁波，拥有波的一切特性，那么这种波和提供波传播的媒介空间能量存在着能量关系，把它这种能量关系使用波动系数x 来表示，设空间的能量强度为E i，那么光子的能量E可以表达为：

（a）

上式中，对于光子来说，不论空间能量如何变化，E均是一个固定值，这是由能量守恒所约束的结果。这说明空间的能量强度E i与光子的波动系数x是成反比关系的。那么：

（b）

波动系数直接受光子频率制约，故此两者是等比变化的，而光子的频率与速度在运动的相对性上也是等比变化的。

光子的能量和质量之间的关系，可以使用质能方程进行等价转化，即：

（c）

其中，m为光子的质量，v为光子的相对速度。

由以上可推知，光子的质量和空间能量之间的关系即为：

设光子在空间A点时，空间能量强度为E i1，光子的质量为m1，光子的速度为v1，波动系数为x1；光子在空间B点时，空间能量强度为E i2，光子的质量为m2，光子的速度为v2，波动系数为x2；光从空间位置A点传播到空间位置B点。那么，由（a）（b）（c）三个基本公式可得以下关系：

（1）

根据能量守恒定律，光子的能量是不随空间的变化而变化的，可得：

（2）

由（2）式可知，光子的质量与光子速度的平方成反比关系；

（3）

如果波动系数之比等于光速之比，那么就有以下关系：

（4）

（5）

问题的关键落在了如何证明波动系数之比等于光速之比？

那么，我们需要研究波动系数与速度的关系。所谓波动系数，我们一般认为和波的频率相关联，也就是波动系数之比等于波的频率之比。

在相对论中，光速在任何时空中测量数值均是固定常数C，那么就说明光是反映时空相对性的最佳研究对象。速度是尺度和时间的比值，因此空间的“尺缩效应”和空间的“时间膨胀效应”在空间中是同比变化的。频率是时间的倒数，因此频率之比也和时间是同比变化

的。故此，相对光速之比等于相对频率值之比。这样在推理上就能证明波动系数之比等于光速之比。

所以（4）式在基本的推理上是成立的！

研究空间能量强度与光子质量之间的关系，有益于我们通过光的特性来量化空间能量，此研究对研究物质的形成具有重要意义。