Estoy de acuerdo con todo lo que dijiste. La fórmula [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas] solo describe la energía en reposo de una partícula, la energía que tiene en su marco de descanso. Este concepto no tiene sentido para los fotones, ya que no tienen marco de descanso y, en consecuencia, la fórmula predice que tienen una masa de descanso cero (ya que [matemáticas] m = 0 [/ matemáticas] para los fotones).
La energía relativista total de una partícula viene dada por cualquiera de las dos fórmulas equivalentes:
[matemáticas] E ^ 2 = p ^ 2 c ^ 2 + m ^ 2 c ^ 4 [/ matemáticas]
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- ¿Cuál es la velocidad precisa de la luz?
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- ¿Es la velocidad de la luz realmente la velocidad máxima de todas las cosas y, si es así, es siempre la misma velocidad?
- ¿Qué parte del trabajo original sobre relatividad especial fue de Einstein?
[matemáticas] E = \ gamma mc ^ 2 [/ matemáticas]
donde [math] \ gamma [/ math] es el factor relativista
[matemáticas] \ gamma = \ frac {1} {\ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2}} [/ matemáticas]
La última fórmula a menudo se malinterpreta [1] para significar que la masa de una partícula en un determinado cuadro depende de su velocidad en ese cuadro. A la gente le gusta llamar a la masa de las partículas en su marco de descanso la “masa en reposo” [matemáticas] m_r [/ matemáticas] y decir que la “masa relativista” es igual a la masa en reposo multiplicada por gamma:
[matemáticas] m_ {relativista} = \ gamma m_r [/ matemáticas]
Esto resulta no ser una buena manera de formular la relatividad. Por ejemplo, bajo esta formulación, los fotones tienen masa relativista, con valores que dependen de su frecuencia. Es mucho mejor mantener la masa como una propiedad invariable si hay alguna partícula, como carga o giro. Esto tiene el costo de tener energía no siempre igual [matemática] mc ^ 2 [/ matemática], lo cual es un poco triste porque significa que una fórmula que cualquier niño de 5 años puede recitar no es del todo correcta, pero ese es el precio Pagas por tener una teoría sensata.
[1] Esta es una palabra un poco fuerte para usar. La relatividad hace las mismas predicciones cuando se interpreta de esta manera ingenua, pero, como describo en el último párrafo, desde un punto de vista estético y pedagógico, es mucho mejor mantener la masa invariante.
EDIT 2: Anexo a [1]: Consulte [física / 0504110] Sobre el abuso y el uso de la masa relativista para obtener una explicación más profunda de por qué la masa relativista causa problemas.
EDITAR: También vale la pena señalar que la física cuántica no es realmente necesaria en esta pregunta. Lo que estás preguntando se aplica perfectamente a la mecánica clásica (aunque relativista).