式1式2実効質量静止質量エネルギー221mcEvc21rmmvc0123456789101112131415161718192000.10.20.30.40.50.60.70.80.911.1図質量（静止状態の何倍か）速度（光の速度の何倍か）1の全エネルギーを光速の自乗で割ったものが、式2で表わされる「実効質量」mrです。これをグラフにしたものを図に示します。すると、速度が光速に近づくにつれて「実効質量」が急激に大きくなり、光速では無限大になることがわかります。光の速度では、物体の「実効的な」質量は無限大となるのです！ もちろん、無限というのは数式上の概念であって、実際には存在しませんから、要は、物体は光速を超えられないことを意味しています。ただし、式の通り、質量のある物体（mが0でない物体）は、です。ですから、質量のない光は光速となることができるネルギーの和です。速度をv、光速をc、質量をm（後述のものと区別するために静止質量と言います）とすると、全エネルギーEは式1のようになります。質量は、光速の自乗をかけることでエネルギーに換算できます。この運動エネルギーの部分が問題で、速度が光速に近づくと急速に上がっていって、言い換えれば、光速に近づけるには膨大なエネルギーを必要とするのです。 これをより実感するために、「実効質量」という概念を導入してみます。質量がエネルギーに換算できるなら、エネルギーも質量に換算できるからです。式かならないのです。みなさんが中学校の理科の授業を憶えておられるとしたら、運動エネルギーは速度の自乗に比例する、と教わったことと思います。それが正しいとするなら、エネルギーが十倍になれば、速度はその平方根、三・一六倍くらいにはなって欲しいものです。しかし、そうはなりません。なぜなら、この「運動エネルギーは速度の自乗に比例する」というのは、速度が光速よりはるかに遅い場合の「近似」に過ぎないからです。ある物体が持つエネルギー（全エネルギー）は、質量（をエネルギーに換算したもの）と運動エ59
元のページ ../index.html#59